蛋白质分子基础肽的人工合成

蛋白质分子基础肽的人工合成蛋白质分子基础肽的人工合成第1页化学合成多肽意义1）验证一个新多肽结构，设计新多肽，用于研究结构与功效关系；2）为多肽生物合成反应机制提供主要信息；3）建立模型酶；4）合成新多肽药品等。蛋白质分子基础肽的人工合成第2页化学合成多肽研究进展EmilFischer于上世纪初设计多肽合成方法，称为液相合成法，合成肽链从N端向C端方向延伸。首先一个氨基酸羧基和另一个氨基酸氨基被保护基团封闭，然后参加肽键形成羧基被激活，如形成脂酰氯，或酸酐。激活羧酸受到游离氨基亲电攻击形成一个封闭二肽，最终经过水解有选择地除去保护基团而留下一个完整肽键。

蛋白质分子基础肽的人工合成第3页化学合成多肽研究进展在肽合成技术方面取得了突破性进展是R.BruceMerrifield，他设计了一个肽合成路径并定名为肽固相合成路径。

Merrifield成功地合成出了舒缓激肽（9肽）和含有124个氨基酸残基核糖核酸酶。1965年9月，中国科学家在世界上首次人工合成了牛胰岛素。进入80年代,以Merrifield固相合成法为基础多肽合成仪不停得到完善、应用和商业化。化学合成多肽现在能够在程序控制自动化多肽合成仪上进行。蛋白质分子基础肽的人工合成第4页多肽合成基础过程多肽合成是一项很繁杂工作。要求有旋光性α-氨基酸，按一定次序连接起来，又要保持旋光性不变。比如：由丙氨酸和甘氨酸两种氨基酸合成二肽，两个氨基和两个羧基反应活性相差不大，可得四种产物。

四种产物是甘-甘氨酸，甘-丙氨酸，丙-甘氨酸，丙-丙氨酸蛋白质分子基础肽的人工合成第5页多肽合成基础过程多肽中有肽键存在，易发生各种反应，如水解、氨解等，这就要求合成条件必须缓解，也就要对参加反应氨基、羧基进行“活化”，使反应轻易进行；有多个-NH2和-COOH存在，可能同时参加反应，这就要求把不需要参加反应-NH2和-COOH暂时“保护”起来，只留下参加反应-NH2和-COOH。

蛋白质分子基础肽的人工合成第6页多肽合成基础过程多肽合成大致能够分为三个步骤：（1）α-氨基和α-羧基以及侧链基团保护；（2）羧基活化和形成肽键；（3）脱保护基和钝化。

蛋白质分子基础肽的人工合成第7页一、氨基保护与羧基活化保护氨基：常见氯甲酸苄酯保护，因为反应后，氨基上苄氧羰基很轻易用催化加氢方法解除保护：

（用Z-NH-表示）蛋白质分子基础肽的人工合成第8页一、氨基保护与羧基活化活化羧基：常使-COOH转化成酰氯，酸酐或酯，增强-COOH中C原子上正电性，利于-NH2亲核反应：

蛋白质分子基础肽的人工合成第9页一、氨基保护与羧基活化合成普通过程为：

蛋白质分子基础肽的人工合成第10页一、氨基保护与羧基活化例：由丙氨酸和甘氨酸合成二肽甘氨酰丙氨酸：

（氯甲酸苄酯）（甘氨酸）

（苄氧碳酰甘氨酸）（苄氧碳酰甘氨酰氯）

（甘氨酰丙氨酸）蛋白质分子基础肽的人工合成第11页一、氨基保护与羧基活化若合成长链多肽，需要重复进行保护-NH2，活化-COOH，去保护基等操作。用这种方法，在1953年人工合成催产素，由9个氨基酸组成，由半胱氨酸-S-S-连成环状结构；在1965年，中国合成由51个氨基酸组成结晶牛胰岛素，由A、B两个链组成。1979年日本合成由124个氨基酸组成牛胰核糖核酸酶。

蛋白质分子基础肽的人工合成第12页二、固相合成技术20世纪70年代美国化学家梅里菲尔德（MerrifieldRB）创造了一项快速、定量、能连续合成多肽方法，-固相合成技术，由此他取得1984年Noble化学奖。

蛋白质分子基础肽的人工合成第13页二、固相合成技术20世纪70年代美国化学家梅里菲尔德（MerrifieldRB）创造了一项快速、定量、能连续合成多肽方法，-固相合成技术，由此他取得1984年Noble化学奖。

蛋白质分子基础肽的人工合成第14页二、固相合成技术原理：

把要合成肽链末端氨基酸羧基以共价键形式与不溶性（固相）高分子树脂（如氯甲基化聚苯乙烯小球）相连，形成高分子树脂为酯基氨基酸酯；另一氨基保护氨基酸与之反应，形成肽键，脱去氨基保护，再与另一个氨基保护氨基酸反应，形成第二个肽键，重复上述操作，形成第三个，第四个……肽键，最终从固相上断裂下来合成多肽链，得到纯净多肽。

蛋白质分子基础肽的人工合成第15页二、固相合成技术通式：

蛋白质分子基础肽的人工合成第16页二、固相合成技术重复2）、-3）-4）步操作，接上第三个氨基酸，第四个氨基酸……最终用无水HF断下高分子，得到多肽。

1）是把第一个氨基酸接到树脂上，2）是脱去-NH2保护基，3）是形成第一个肽键，即接上第二个氨基酸，4）脱去连在树脂上二肽-NH2保护基