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多肽合成技術
  • 熒光標記多肽
  • 切割多肽
  • 多對二硫鍵環肽的合成

熒光標記多肽,全稱為熒光標記肽,是由熒光蛋白和多肽序列構成的分子。它利用熒光物質(如熒光素)的熒光特性,通過共價結合或物理吸附的方式,將熒光物質標記在所要研究的分子的某個基團上,從而實現對目標蛋白或靶分子的光學探測和觀察。熒光標記多肽是一種重要的生物研究工具。


熒光標記多肽的應用非常廣泛,包括但不限于:


1、蛋白功能研究

利用熒光標記的多肽來檢測目標蛋白的活性,從而深入了解蛋白在生物過程中的功能和作用機制。


2. 藥物篩選與開發

通過熒光標記多肽,可以建立高通量活性篩選方法,用于藥物篩選和藥物開發。例如,各種激酶、磷酸酶、肽酶等的藥物篩選和藥物開發。


3. 細胞成像與追蹤

熒光標記多肽可用于細胞成像研究,追蹤多肽在活細胞中的定位和分布,研究多肽與細胞器、膜或其他生物分子的相互作用。


4. 蛋白質定位與相互作用

可用于研究蛋白質的細胞定位,以及蛋白質間的相互作用,如免疫共沉淀、生物傳感器等實驗。


5. 藥物輸送系統研究

標記熒光素的多肽可用于研究藥物輸送系統,如納米顆粒或藥物載體,以跟蹤藥物的釋放和細胞內分布。


切割多肽是多肽合成過程中的一個重要步驟,指的是將已合成的多肽從固相載體(如樹脂)上切割下來,并去除保護基團的過程。

多肽切割流程

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注意要點:

切割多肽是一個需要精心控制的過程,包括選擇合適的切割試劑、優化切割條件、確保保護基團的穩定性、純化多肽、處理副產物、控制環境、以及妥善儲存多肽等步驟。這些步驟的正確執行對于獲得高質量的多肽至關重要。


蛋白質和多肽合成類藥物具有作用位點專一,療效明確等優點,近年來,蛋白質和多肽類藥物的研究和發展已經成為生物醫藥領域研究的一個熱點。二硫鍵在維持多肽和蛋白質的空間立體結構及由此決定的生物活性中發揮著重要的作用。二硫鍵即為蛋白質或多肽分子中兩個不同位點Cys的巰基(-SH)被氧化形成的S-S共價鍵。一條肽鏈上不同位置的氨基酸之間形成的二硫鍵,可以將肽鏈折疊成特定的空間結構。多肽合成的多肽分子通常分子量較大,空間結構復雜,結構中形成二硫鍵時要求兩個半胱氨酸在空間距離上接近。此外,多肽結構中還原態的巰基化學性質活潑,容易發生其他的副反應,而且肽鏈上其他側鏈也可能會發生一系列修飾,因此,肽鏈進行修飾所選取的氧化劑和氧化條件是反應的關鍵因素,反應機理也比較復雜,既可能是自由基反應,也可能是離子反應。


鎓鹽型縮合試劑反應活性高,速度快,現在使用非常廣泛,主要包括:HBTU,TBTU,HATU,PyBOP等。該試劑使用過程中需要添加有機堿,如,二異丙基乙胺(DIEA),N-甲基嗎啉(NMM),該試劑加入后,才能活化氨基酸。


多肽的二硫鍵修飾中,分子內或者分子間一對二硫鍵的合成通常比較容易,反應條件有多種選擇,比如空氣氧化,DMSO氧化等溫和的氧化過程,也可以采用H2O2,I2,汞鹽等激烈的反應條件,反應產物也比較容易純化分離,得到較高的純度和產率。


空氣氧化法形成二硫鍵是多肽合成中最經典的方法,并且在早期的研究中取得了較好的結果。采用空氣氧化法通常是將巰基處于還原態的多肽溶于水中,在近中性或弱堿性條件下(PH值6.5~10),反應24小時以上。為了降低分子之間二硫鍵形成的可能,該方法通常需要在低濃度條件下進行。


碘氧化法在多肽合成中應用同樣廣泛,一般將多肽溶于25%的甲醇水溶液或30%的醋酸水溶液中,逐滴滴加10~15mol/L的碘進行氧化,反應15~40min。當肽鏈中含有對碘比較敏感的Tyr、Trp、Met和His的殘基時,氧化條件要控制的更精確,氧化完后,立即加入維生素C或硫代硫酸鈉除去過量的碘。


當一條肽鏈上需要形成兩對或兩對以上的二硫鍵時,反應過程就變得相對復雜。在固相合成多肽之前,需要提前設計幾對二硫鍵形成的順序和方法路線,選擇不同的側鏈巰基保護基,利用其性質差異,分步氧化形成兩對或多對二硫鍵。通常采用的巰基保護基有trt、Acm、Mmt、tBu、Bzl、Mob、Tmob等多種基團。我們分別列出兩種以2-Cl樹脂和Rink樹脂為載體合成的多肽上多對二硫鍵形成路線:


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