三氟乙酸除水方法
水解方法1(毛头鬼伞菌丝体粗提物的制备)(1)取2mg多糖样品放入薄壁长试管中,加入2mol/L三氟乙酸(TFA)4mL,在110℃下水解(2)多糖样品水解2h后,取试管内溶液减压蒸干(低于40℃)(3)然后加入3mL甲醇蒸干,重复以上操作4一5次,以完全除去TFA。(4)用超纯水溶解定容至100mL容量瓶,稀释100倍后上样测定。[1]凡军民. 毛头鬼伞菌丝体多糖的分离、纯化和化学结构鉴定及生物活性研究[D].南京农业大学,2006.方法2(山药多糖的分级纯化)(1)取 10mg 多糖加入 3mL2mol/L 的 TFA 溶液,封管 100℃水解 6 小时(2)减压抽干加入 3mL 酸性甲醇液(3)减压抽干重复 3 次(4)然后加入3mL 甲醇液甲醇抽干,以充分带走 TFA。[1]姜军. 山药多糖的分离纯化及其化学结构的初步研究[D].扬州大学,2007.方法3:(亚麻籽壳多糖的提取)(1)称取多糖样品5 mg于安瓿管中,加入2 mol/L三氟乙酸1.0 mL(2)在通有氮气的情况下用酒精喷灯封管,置于烘箱中120 r水解3 h(3)再加入2.0 mL甲醇,蒸干以完全去除三氟乙酸,反复3次,反应后置干燥皿中备用[1]毛丰玮. 亚麻籽壳多糖的提取、分离纯化与结构研究[D].浙江工商大学,2013.方法4:(山药多糖的 GC-MS 分析)(1)取 10mg 多糖加入 3mL 2mol/L 的 TFA 溶液(2)封管 100℃水解 6小时(3)减压抽干加入 3mL 酸性甲醇液,减压抽干重复 3 次(4)加入 3mL 甲醇液,抽干,以充分带走 TFA(5)水解产物加入 0.6mL 0.05mol/LNaOH 溶液,再加入 5mgNaBH4,室温下反应 8~10 小时(6)加少许乙酸分解过量的 NaBH4,至无气泡产生为止,蒸干反应液,以酸性甲醇液洗涤反应产物,蒸干甲醇液,重复 3 次,以除去硼酸根(7)最后加入甲醇蒸干并于 105℃烘箱中除去水分。[1]姜军. 山药多糖的分离纯化及其化学结构的初步研究[D].扬州大学,2007.
关键:TFA、甲醇的浓度、体积,蒸发次数当多糖含有糖醛酸时,由于中性糖和酸性糖对酸水解的耐受不同,与糖醛酸连接的单糖很难被酸水解。糖醛酸的定量可使用比色分析法或寻找需要其他的分析方法如GC-MS。含糖醛酸的多糖用氘代硼化钠还原后,再进行酸水解、衍生化,经GC-MS可以很好地定性糖醛酸类型。测定衍生GC方法1:(山药多糖的 GC-MS 分析)乙酰化衍生物:(1)取水解的单糖 3mg(2)加入 1mL 的吡啶,1mL 的乙酸酐,加热两个小时。(3)后减压抽干(4)加入氯仿,溶解用蒸馏水洗涤,分三次萃取,取氯仿层,加压抽干,得棕黄色产物,(5)此乙酰化的单糖醇用氯仿稀释后进行 GC-MS 分析。GC-MS 操作条件:DB-5MS 柱(30m×0.25mm×0.25µm)柱温采用程序升温开始温度为 120℃,以 10℃/min 速率升温至 170℃;再以 15℃/min 升温至 280℃;最后在 280℃维持 40 分钟。MS 条件:M/Z:50~550,电子流量 70ev,EI源。[1]姜军. 山药多糖的分离纯化及其化学结构的初步研究[D].扬州大学,2007.方法2:(亚麻籽壳多糖的提取)(1)加入10 mg盐酸羟胺0.5 mL吡啶,摇匀于90 °C条件下水浴反应30 min(2)加入1.O mL乙酸酐,90 °C水浴30 mm进行乙酰化反应(3)氮吹去除溶剂,加入1.0 mL肌醇六乙酸醋内标溶液,进行GC分析。标准单糖的衍生化分别称取鼠李糖、木糖、岩藻糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖和葡萄糖标准品10 mg,加入10 mg盐酸羟胺,1 mL吡啶摇匀,90 °C水浴30 min,加1 mL乙酸酐,90°C水浴30 min进行乙酰化,氮气吹干溶剂,加入1 mL肌醇六乙酸酯内标溶液,进行GC分析。气相色谱分析条件HP 7890, FED 检测器,色谱柱为 HP-INNOWAX 柱(30 mxO.25 mmxO.25 um),恒流模式,流速为2 mL/min,程序升温条件为:180 °C保持1 min,从180 °C开始以5 °C/min升温至210 ℃,保持lOmin,再以1 °C/min升温至230℃,保持5 min。进样口采用分流模式,分流比为10:1,进样口温度为270 ℃。检测器温度为270℃,检测器H2流速为30 mL/min,空气流速为300 mL/min,尾吹为25 mL/min。进样量为1 uL。
[1]毛丰玮. 亚麻籽壳多糖的提取、分离纯化与结构研究[D].浙江工商大学,2013.方法3:甲基化-气相色谱质谱联用分析(1)羧基还原10 mg多糖溶于7 mL水中,加入CMC 330 mg,磁力搅拌下滴加0.01 mol/L HCl,使pH保持为4.75,维持2h。逐滴滴加2mol/LNaBD4溶液(10mL),此时pH值急剧上升,需用4 mol/LHCL控制pH为7.00,持续搅拌,NaBD4溶液在45 min内加完,在室温下继续反应Ih。反应完毕后,滴加冰乙酸至pH4.0以消耗多余的NaBD4,反应液蒸溜水透析24 h,流水透析24 h,透析袋内液浓缩后,冷冻干燥。(2)甲基化反应(1)无水二甲基亚砜的制备二甲基亚砜中加入4A分子筛,置于干燥皿中保存。(2)NaOH干燥粉末的制备在取适量的块状NaOH,置于红外灯下碾磨至粉状,现磨现用。(3)甲基化反应瓶先通入干燥氮气15 min左右驱赶瓶中空气,在氮气流中快速加入P2O5千燥后的羧基还原多糖和5 ml无水二甲亚砜(DMSO,以4 A分子筛脱水),磁力搅拌至糖样充分溶解后再搅拌1h。迅速加入碾磨好的NaOH干燥粉末,盖上瓶盖,反应2h。将反应瓶置于冰水浴中,用注射器加入碘甲烷1 mL,继续反应2 h,整个反应过程在氮气压下进行,尽量保证反应在无水无氧条件下进行。将反应后溶液加入等体积氯仿,充分振荡,萃取甲基化多糖,重复至少三次,合并萃取液。再用蒸德水反复洗萃取液至少三次,减压浓缩后于P205千燥瓶中千燥。以红外光谱3600-3300 cm"'处有无轻基吸收峰作为判别甲基化是否完全的标准。(3)甲基化多糖水解、还原和乙酰化甲基化多糖需要先以甲酸水解再用三氟乙酸水解。加入90%甲酸1 mL于装有样品的安瓿管中,充氮封管,在100°C下水解6h,水解完毕后,以氮吹除去甲酸,加入甲醇1ml,氮吹去除,以完全去除甲酸,加甲醇重复三次。加入NaBD4 70 mg还原24h,室温磁力搅拌,除去NaBD4,再加入lmL2mol/L三氟乙酸,充氮封管,在120 °C下水解3h。水解完毕后,以氮吹完全除去三氟乙酸,加入甲醇1ml,氮吹去除,以完全去除甲酸,加甲醇重复三次。
甲基化单糖经乙丑化,水解后,用气相色谱-质谱分析。(4)气相色谱一质谱分析仪器型号:TRACE GC ULTRA DSQ II(thermo)色谱柱:TR-35MS (30 mxO.25mmxO.25 um):恒流流速(高纯氦气):1.0 mL/min,柱温程序升温:80度保留3 min,以15 °C/min升至200 °C保留1 min,再以10 °C/min升至260。C ,保留5 min。接口温度 250℃, EI+源:70 eV,250 °C ,扫描频率 5 次/s,质量范围:33-500 amu。[1]毛丰玮. 亚麻籽壳多糖的提取、分离纯化与结构研究[D].浙江工商大学,2013.方法4:(党参果聚糖)高碘酸钠氧化10 mg 样品溶于 10 mL 0.015mol·L-1高碘酸钠中, 避光置于 4 ℃处 ,间隔不同时间取样稀释250 倍后用分光光度法测定高碘酸钠的消耗量及用 0.005 mol·L-1NaOH 滴定甲酸的释放量。上述氧化完全的多糖溶液加入 0.2 mL 乙二醇 ,充分混合后对蒸馏水进行透析 24 h, 用 8 mg NaBH4于室温还原12 h,用 0.1 mol·L-1醋酸调至 pH 4~ 5,再对水透析 24 h, 减压抽干, 用 1 mol·L-1三氟醋酸封管 100 ℃水解 12 h ,减压抽干 ,乙酰化后进行气相色谱 。[1]叶冠,李晨,黄成钢,李志孝,王新亮,陈耀祖. 党参果聚糖的化学结构[J]. 中国中药杂志,2005,17:1338-1340.HPLC方法1:(阿魏侧耳子实体多糖)高效液相色谱:色谱条件为:色谱柱为 Shodex KS804 Sugar(300mm ×7.8mm), 柱温 40 度流动相为水, 流速0.8mL·min-1。 检测用 410R Ⅰ 示差检测 器, 数 据处理用810GPC 软件进行。 同时用鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖、木糖、果糖、葡萄糖、岩藻糖 8 种单糖进行对照, 根据峰值确定样品的单糖组成。
[1]李军. 阿魏侧耳子实体多糖分离纯化及其化学结构的初步研究[D].华中农业大学,2004.方法2:(白术多糖)分子量及纯度检测根据文献和中华人民共和国药典2000版附录的方法,分别将分离组分和各种标准多糖用重蒸馏水配制成溶液,用HPLC-ELSD进行检测。色谱条件:色谱柱为ShodexKS 804 Sugar (300 mm x 7.8 mm),柱温40℃流动相为水,流速0.8 ml/min。检测条件:飘移管温度为120度,气流速度3.4 L/min,灵敏度为26。单糖组成的测定色谱条件:色谱柱为Kromasil NH2 ( 250 mm x 4 . 6 mm , 5 u ) ,柱温30度流动相为乙腈一水(72:28),流速:0.8 ml/min。检测器条件:飘移管温度为110度气流速度1.9 L/min灵敏度为26。[1]池玉梅,李伟,文红梅,崔小兵,蔡皓,毕肖林. 白术多糖的分离纯化和化学结构研究[J]. 中药材,2001,09:647-648.
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三氟乙酸水解
水解
方法1(毛头鬼伞菌丝体粗提物的制备)
(1)取2mg多糖样品放入薄壁长试管中,加入2mol/L三氟乙酸(TFA)4mL,在110℃下水解
(2)多糖样品水解2h后,取试管内溶液减压蒸干(低于40℃)
(3)然后加入3mL甲醇蒸干,重复以上操作4一5次,以完全除去TFA。
(4)用超纯水溶解定容至100mL容量瓶,稀释100倍后上样测定。
[1]凡军民. 毛头鬼伞菌丝体多糖的分离、纯化和化学结构鉴定及生物活性研究[D].南京农业大学,2006.
去除方法:
1、将肽上柱后,先用0.2%醋酸铵溶液(pH6.5)冲洗,该过程可以将TFA置换成醋酸盐,之后再用醋酸溶液或纯水洗脱,洗脱浓度看目标产物要求。
2、用阴离子交换树脂。具体方法很多地方都可查到。ps:直接用纯水冲洗或者冻干都绝对不能去除TFA。多肽脱去TFA有几种情况,如果TFA和肽链结合力不强,一般采用反相色谱,水洗脱可以直接得到无盐形式多肽,凝胶柱也可行。
或者反应物与三氟乙酸络合改变了蒸汽压jianfengjin(站内联系TA)看来我得加一点溶剂试一下了winggone(站内联系TA)加溶剂是最好的办法,通常要多次加溶剂以便把TFA都带出来
用SO2Cl2作溶剂的时候,也是用溶剂带SO2Cl2jianfengjin(站内联系TA)原来如此,长见识zxx110(站内联系TA)溶剂手册介绍三氟乙酸在水中发生离子化,能形成稳定的金属或者酯.所以做溶剂与纯物质精馏区别较大.二氯亚砜爷能自行离解成SOCL正离子与CL负离子,具有导电性.
是否物质带离子性都较难分离?加入非离子溶剂二氯甲烷/甲苯等等,三氟乙酸/二氯亚砜溶入非离子溶剂后,将降低体系的离子特性?使得相对较容易蒸出.
参考:三氟乙酸在氮气流下精制(溶剂手册的方法),为什么这样做呢?同时三氟甲酸在酸碱条件下不被水解.对热也稳定.dianda502(站内联系TA)呵呵,我刚刚做过类似实验,给你介绍我的方法:加二氯甲烷将反应混合物搅拌均匀后,抽真空然后反复多次.这样可以除掉大部分三氟乙酸.如果还要出去多余的三氟乙酸,还要在超过50度的条件下,真空干燥10小时以上,这样只回残留较少量的三氟乙酸.若要求较高,就多加二氯甲烷抽,然后多干燥了.
这个问题我查阅较多的文献,大多都是用的这个方法.
希望对你有用.liujian8683(站内联系TA)我用过三氟乙酸.很易挥发的.有强烈的醋酸气味.挥发了.AC一人(站内联系TA)挥发?有那么容易吗 二氯甲烷一起蒸是真的管用,也可以用大量水洗,不过产品会有损失的yinghual2(站内联系TA)加甲苯一起蒸就可以了.huangda(站内联系TA)三氟乙酸容易吸水吧jianfengjin(站内联系TA)谢谢dianda502,看来蒸三氟乙酸必须要加其他溶剂了
PEG用于细胞融合中的优点为:
①通用性强,可用于动、植物和微生物各种细胞。
②比仙台病毒等易制备和控制。
③活性稳定,使用方便。
缺点是:
①有效浓度范围较窄(50%~55%),但此时对细胞较毒。
②不能在显微镜下观察到细胞的融合过程。
③诱导产生杂交细胞的频率较低(约1×10-5)。除用作促融剂外,还可用于促进酵母菌摄取外源的转化DNA,并可用作临床化学中的沉淀剂以及血清等水溶液或悬浮液的渗透浓缩剂等。
用作医药、农药中间体、生化试剂、有机合成试剂。三氟乙酸用于合成含氟化合物、杀虫剂和染料。是酯化反应和缩合反应的催化剂;羟基和氨基的保护剂,用于糖和多肽的合成。还用作选矿剂。用于有机合成。
三氟乙酸是一种重要的脂肪含氟中间体,由于含有三氟甲基的特殊结构,因此使其性质不同于其他醇类,可以参与多种有机合成反应,尤其用于合成含氟的医药、农药和染料等领域,国内外需求量越来越大,已成为含氟精细化学品的重要的中间体之一。
主要用于新型农药、医药和染料等的生产,在材料、溶剂等领域也有较大的应用开发潜力。三氟乙酸主要用于合成多种含三氟甲基和杂环的除草剂,可以合成多种带有吡啶基、喹啉基的新型除草剂;作为极强的质子酸,它广泛用于芳香族化合物烷基化、酰基化、烯烃聚合等反应的催化剂;作为溶剂,三氟乙酸是氟化、硝化及卤代反应的优良溶剂,特别是其衍生物三氟乙酰基对羟基和氨基的优良保护作用,在氨基酸和多肽化合物合成方面有着非常重要的应用,用于多肽合成中除去氨基酸的叔丁氧羰基(t-boc)保护基;三氟乙酸作为制备离子膜的原料和改性剂,可大幅提高烧碱工业电流效率,延长膜的使用寿命;三氟乙酸还可合成三氟乙醇、三氟乙醛和三氟乙酐。室温下三氟乙酸汞使氟苯起汞化反应(亲电取代),也可将腙转化为重氮化合物。此酸的铅盐可将芳烃转化为酚。
可部分溶解二硫化碳和六碳以上烷烃,是蛋白质和聚酯的优良溶剂。它也是有机反应的优良溶剂,可获得在一般溶剂中难以获得的结果,例如喹啉在一般溶剂中催化氢化时,吡啶环优先氢化,但在三氟乙酸中苯环优先氢化。三氟乙酸在苯胺存在下分解成氟仿和二氧化碳。
在HPLC中的应用:
在反相色谱分离多肽和蛋白质的实验中,使用三氟乙酸 (TFA) 作为离子对试剂是常见的手段。流动相中的三氟乙酸通过与疏水键合相和残留的极性表面以多种模式相互作用,来改善峰形、克服峰展宽和拖尾问题。三氟乙酸与多肽上的正电荷及极性基团相结合以减少极性保留,并把多肽带回到疏水的反相表面。以同样的方式,三氟乙酸屏蔽了固定相上残留的极性表面。三氟乙酸的行为可以理解为它滞留在反相固定相的表面,同时与多肽及柱床作用。
三氟乙酸优于其他离子修饰剂的原因是它容易挥发,可以方便地从制备样品中除去。另一方面,三氟乙酸的紫外最大吸收峰低于200nm ,对多肽在低波长处的检测干扰很小。
改变三氟乙酸的浓度,可以细微地调整多肽在反相色谱上的选择性。这一影响对于优化分离条件、增大复杂色谱分析(如多肽的指纹图谱)的信息量是非常有益的。
三氟乙酸添加在流动相中的浓度一般为 0.1% ,在这个浓度下,大部分的反相色谱柱都可以产生良好的峰形,当三氟乙酸浓度大大低于这个水平时,峰的展宽和拖尾就变得十分明显。
三氟乙酸在分离蛋白等大分子的时候效果很好,在实际使用中,大家对于三氟乙酸的浓度都很难控制好,因为它是挥发性的物质,如果配置时间长了,就会挥发一些,改变了浓度。配制好以后一定要封闭好,防止挥发。
2)冰上解育20~30 min。
3)微型离心机,室温离心15 min。沉淀物如可见,为黏稠的带黄褐色的胶状物。用一精细的巴氏吸管吸出上清。努力除去尽可能多的上清。如取100ul样品进行沉淀,沉淀物将是可见的。
4)加3倍体积(原样品体积的丙酮(室温)。样品在室温下静置约10 min, 使TCA+DOC溶于丙酮。
5)室温离心15 min。其时,沉淀物的大小和物理特性类似于一点灰尘。约10ug或更多一点的蛋白质即可看见。有时,会得到白色的盐类(如KCl等)沉淀物。用极精细的巴氏吸管移去上清。沉淀物置冰上干燥10 min(敞开1.5-ml离心管的盖)。干燥的沉淀物可长时间(>1 个月)地保存于-20℃。
6) 用含 2-巯基乙醇的样品缓冲液(lx)(对于标准的小型平板凝胶装置,用 6ul) 溶解沉淀物。如仍有少量的TCA 残留物,溴酚蓝将转呈黄色。这无关紧要,因为电泳时有足够的缓冲能力来中和痕量 TCA。如沉淀物中有残留的 KCl, 将样品缓冲液加于沉淀的蛋白质时,将会形成絮状的白色沉淀(十二烷基硫酸钾)。如十二烷基硫酸钾发生沉淀,就很难将样品加于 SDS 凝胶,但样品一旦加到凝胶上,电泳将会很好地进行。
7) 若需分子量标准参照物,则可用不含 2-巯基乙醇的 lxSDS 样品缓冲液将蛋白质分子量(MW) 标准配制成每毫升含 0.5 mg 总蛋白的储液。分成小等分试样 (50ul) 储存于-20℃。对于银染,可取 2ul 分子量标准+4ul 含 2-巯基乙醇的样品缓冲液,至终体积为6ul。
即H2SO3>H3PO4>HF>HNO2>HCOOH>CH3COOH>H2CO3>H2S>HCN
有机酸(没有包括醇等中性物质)强弱大体遵循规则:
磺酸(强酸)>全卤代羧酸(强酸)>草酸(中强酸)>二卤乙酸(中强酸)>丙二酸>一卤乙酸(中强酸)>甲酸>醇酸(弱酸)>芳香酸(弱酸)>烯酸(不饱和脂肪酸)(弱酸)>饱和脂肪酸(弱酸)>酚(很弱的酸)
1.磺酸。一般所有的磺酸都是强酸,三氟甲磺酸是最强的有机酸,F3C-SO3H,比硫酸还强的多呢!另外苯磺酸,甲基磺酸,十二烷基苯磺酸等都是强酸。
2.全卤代羧酸。这类酸一般都是强酸,但稍弱于磺酸。
如:三氯乙酸,三氟乙酸(这两个酸,由于F的电负性强于Cl,所以对羧基的吸电子诱导效应更强,因此三氟乙酸酸性稍强些)。除此以外,还有全氟丁酸,全氟辛酸等等
3.二卤乙酸。一般为中强酸,如二氯乙酸酸性比磷酸强些,接近于亚硫酸和草酸。
4.卤乙酸。一般为中强酸,一氯乙酸酸性稍弱于磷酸但比亚硝酸稍强。
5.醇酸。如乙醇酸,乳酸(丙醇酸)都是稍弱的酸,比一般饱和脂肪酸强,接近于甲酸。
6.芳香酸。如苯甲酸,苯乙酸都是弱酸,弱于醇酸和甲酸,强于饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
7.烯酸。强于饱和脂肪酸,如丙烯酸,丁烯酸等强于乙酸,丙酸和丁酸等,油酸强于硬脂酸。
8.饱和脂肪酸。这一大类脂肪酸是有机酸中弱酸的一大类,仅仅强于碳酸和酚类。除了甲酸以外的饱和一元脂肪酸,酸性大小都差别不大。大体上随着溶解度降低,酸性略减。
9.酚类。有机酸中很弱的酸。
多肽合成
多肽合成又叫肽链合成,是一个固相合成顺序一般从C端(羧基端)向N端(氨基端)合成。过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。合肥合生生物多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。
多肽合成的原理
多肽合成就是如何把各种氨基酸单位按照天然物的氨基酸排列顺序和连接方式连接起来。由于氨基酸在中性条件下是以分子内的两性离子形式(H3+NCH(R)COO-)存在,因此,氨基酸之间直接缩合形成酰胺键的反应在一般条件下是难于进行的。
氨基酸酯的反应活性较高。在100℃下加热或者室温下长时间放置都能聚合生成肽酯,但反应并没有定向性,两种氨基酸a1和a2的酯在聚合时将生成a1a2…、a1a1…、a2a1…等各种任意顺序的混合物。
为了得到具有特定顺序的合成多肽,采用任意聚合的方法是行不通的,合肥合生生物而只能采用逐步缩合的定向多肽合成方法。一般是如下式所示,即先将不需要反应的氨基或羧基用适当的基团暂时保护起来,然后再进行连接反应,以保证多肽合成的定向进行。
式中的X和Q分别为氨基和羧基的保护基,它不仅可以防止乱接副反应的发生,还具有能消除氨基酸的两性离子形式,并使之易溶于有机溶剂的作用。
Q在有的情况下也可以不是共价连接的基团,而是由有机强碱(如三乙胺)同氨基酸的羧基氢离子组成的有机阳离子。Y为一强的吸电子基团,它能使羧基活化,而有利于另一氨基酸的自由氨基,对其活化羧基的羧基碳原子进行亲核进攻生成酰胺键。
由此所得的连接产物是N端和C端都带有保护基的保护肽,要脱去保护基后才能得到自由的肽。如果肽链不是到此为止,而是还需要从N端或C端延长肽链的话,则可以先选择性地脱去X或Q,然后再同新的N保护氨基酸(或肽)或C保护的氨基酸(或肽)进行第二次连接,并依次不断重复下去,直到所需要的肽链长度为止。
对于长肽的多肽合成来说,一般有逐步增长和片段缩合两种伸长肽链的方式,前者是由起始的氨基酸(或肽)开始。每连接一次,接长一个氨基酸,后者则是用N保护肽同C保护肽缩合来得到两者长度相加的新的长肽链。
对于多肽合成中含有谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、半胱氨酸等等带侧链功能团的氨基酸的肽来说,为了避免由于侧链功能团所带来的副反应,一般也需要用适当的保护基将侧链基团暂时保护起来。
多肽合成方法分类
多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。
化学合成主要是以氨基酸与氨基酸之间缩合的形式来进行。在合成含有特定顺序的多肽时,由于多肽合成原料中含有官能度大于2的氨基酸单体,多肽合成时应将不需要反应的基团暂时保护起来,方可进行成肽反应,这样保证了多肽合成目标产物的定向性。多肽的化学合成又分为液相合成和固相合成。
多肽液相合成主要分为逐步合成和片段组合两种策略。逐步合成简洁迅速,可用于各种生物活性多肽片段的合成。片段组合法主要包括天然化学连接和施陶丁格连接。近年,多肽液相片段合成法发展迅速,在多肽和蛋白质合成领域已取得了重大突破。在多肽片段合成法中,根据多肽片段的化学特定性或化学选择性,多肽片段能够自发进行连接,得到目标多肽。因为多肽片段含有的氨基酸残基相对较少,所以纯度较高,且易于纯化。
多肽的生物合成方法主要包括发酵法、酶解法,随着生物工程技术的发展,以DNA重组技术为主导的基因工程法也被应用于多肽的合成。
多肽的固相合成
多肽的合成是氨基酸重复添加的过程,通常从C端向N端(氨基端)进行合成。多肽固相合成的原理是将目的肽的第一个氨基酸C端通过共价键与固相载体连接,再以该氨基酸N端为合成起点,经过脱去氨基保护基和过量的已活化的第二个氨基酸进行反应,接长肽链,重复操作,达到理想的合成肽链长度,最后将肽链从树脂上裂解下来,分离纯化,获得目标多肽。
1、Boc多肽合成法
Boc方法是经典的多肽固相合成法,以Boc作为氨基酸α-氨基的保护基,苄醇类作为侧链保护基,Boc的脱除通常采用三氟乙酸(TFA)进行。多肽合成时将已用Boc保护好的N-α-氨基酸共价交联到树脂上,TFA切除Boc保护基,N端用弱碱中和。
肽链的延长通过二环己基碳二亚胺(DCC)活化、偶联进行,最终采用强酸氢氟酸(HF)法或三氟甲磺酸(TFMSA)将合成的目标多肽从树脂上解离。在Boc多肽合成法中,为了便于下一步的多肽合成,反复用酸进行脱保护,一些副反应被带入实验中,例如多肽容易从树脂上切除下来,氨基酸侧链在酸性条件不稳定等。
2、Fmoc多肽合成法
Carpino和Han以Boc多肽合成法为基础发展起来一种多肽固相合成的新方法——Fmoc多肽合成法。
Fmoc多肽合成法以Fmoc作为氨基酸α-氨基的保护基。其优势为在酸性条件下是稳定的,不受TFA等试剂的影响,应用温和的碱处理可脱保护,所以侧链可用易于酸脱除的Boc保护基进行保护。
肽段的最后切除可采用TFA/二氯甲烷(DCM)从树脂上定量完成,避免了采用强酸。同时,与Boc法相比,Fmoc法反应条件温和,副反应少,产率高,并且Fmoc基团本身具有特征性紫外吸收,易于监测控制反应的进行。Fmoc法在多肽固相合成领域应用越来越广泛。
多肽液相分段合成
随着多肽合成的发展,多肽液相分段合成(即多肽片段在溶液中依据其化学专一性或化学选择性,自发连接成长肽的合成方法)在多肽合成领域中的作用越来越突出。其特点在于可以用于长肽的合成,并且纯度高,易于纯化。
多肽液相分段合成主要分为天然化学连接和施陶丁格连接。天然化学连接是多肽分段合成的基础方法,局限在于所合成的多肽必须含半光氨酸(Cys)残基,因而限定了天然化学连接方法的应用范围。天然化学连接方法的延伸包括化学区域选择连接、可除去辅助基连接、光敏感辅助基连接。
施陶丁格连接方法是另一种基础的片段连接方法,其为多肽片段连接途径开拓了更广阔的思路。正交化学连接方法是施陶丁格连接方法的延伸,通过简化膦硫酯辅助基来提高片段间的缩合率。
其他多肽合成方法
1、氨基酸的羧内酸酐法(NCA)
氨基酸的羧内酸酐的氨基保护基也可活化羧基。
NCA的原理:在碱性条件下,氨基酸阴离子与NCA形成一个更稳定的氨基甲酸酯类离子,在酸化时该离子失去二氧化碳,生成二肽。生成的二肽又与其他的NCA结合,反复进行。
NCA适用于短链肽片段的多肽合成,其周期短、操作简单、成本低、得到产物分子量高,在目前多肽合成中所占比例较大,技术也较为通用。
2、组合化学法
20世纪80年代,以固相多肽合成为基础提出了组合化学法,即氨基酸的构建单元通过组合的方式进行连接,合成出含有大量化合物的化学库,并从中筛选出具有某种理化性质或药理活性化合物的一套多肽合成策略和筛选方案。
组合化学法的多肽合成策略主要包括:混合-均分法、迭代法、光控定位组合库法、茶叶袋法等。组合化学法的最大优点在于可同时合成多种化合物,并且能最大限度地筛选各种新化合物及其异构体。
3、酶解法
酶解法是用生物酶降解植物蛋白质和动物蛋白质,获得小分子多肽。酶解法因其多肽产量低、投资大、周期长、污染严重,未能实现工业化生产。酶解法获得的多肽能够保留蛋白质原有的营养价值,并且可以获得比原蛋白质更多的功能,更加绿色,更加健康。
4、基因工程法
基因工程法主要以DNA重组技术为基础,通过合适的DNA模板来控制多肽的序列合成。有研究者通过基因工程法获得了准弹性蛋白-聚缬氨酸-脯氨酸-甘氨酸-缬氨酸-甘氨酸肽(VPGVG)。
利用基因工程技术生产的活性多肽还有肽类抗生素、干扰素类、白介素类、生长因子类、肿瘤坏死因子、人生长激素,血液中凝血因子、促红细胞生成素,组织非蛋白纤溶酶原等。
基因工程法合成多肽具有表达定向性强,安全卫生,原料来源广泛和成本低等优点,但因存在高效表达,不易分离,产率低的问题,难以实现规模化生产。
5、发酵法
发酵法是从微生物代谢产物中获得多肽的方法。虽然发酵法的成本低,但其应用范围较窄,因为现在微生物能够独立合成的聚氨基酸只有ε-聚赖氨酸(ε-PL)、γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和蓝细菌肽。
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