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科普有“肽”度|多肽合成看这个就够了!

2021-11-26 09:50:55 linda 41

多肽是α-氨基酸以肽键(一种酰胺键)连接在一起而形成的化合物,在生物体内是蛋白质水解的中间产物,是生命活动的直接执行者,活性多肽具有蛋白质的全部或者部分功能和特性,最主要的是可以通过化学合成的方式批量生产。自上世纪90年代固相合成法生产肽至今,多肽工业化进程迅速,多肽在药物、保健品和化妆品等行业的应用日渐广泛,随着医疗个体化治疗发展,多肽行业将迎来新一轮跨越式发展。

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如何获得多肽?

活性多肽的来源目前主要有化学合成、从动植物提取和基因工程三种方法。其中,以化学合成为主,固相法合成技术极大推动了多肽的发展。动植物体内的多肽类物质含量较低且纯度不够;基因工程也称DNA重组,是指由于不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段交换和重新组合,从而形成新的DNA的过程,这种方式主要用于长肽的制备,然而成本高,成功率低,无法大量提取产物,使之还需继续完善。

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为此,小编特意给大家整理了三种不同来源的多肽比较,以便大家更好的进行区分~

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化学合成多肽成为主流

化学合成多肽已经成为目前多肽的一种主流合成方法,尤其在药品领域,基本都是化学合成多肽,提取与酶解等多肽非常少见。通过与其他来源多肽相比,我们也发现化学合成多肽拥有无与伦比的优势,具体表现有:生产成本可控,易于工业化生产;氨基酸长度可以2-50;杂质成分可预测,质量标准易制定,可以生产非天然存在的多肽种类(如乙酰基六肽-8不是天然存在的多肽)等。

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化学合成的种类

全化学合成多肽根据合成环境的不同,有液相合成(LPPS)和固相合成法(SPPS)。液相合成在上世纪20-60年代应用较多,但因其纯度低,副产物多,尤其在合成长肽分子时存在“难以溶解”的问题;中间体处理耗费时间;纯化难度高(每一次耦联和去保护之后需要从溶液中分离)。 

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液相合成


目前多肽合成基本都采用固相合成方法,氨基酸序列在5个以上的就很少采用液相合成方法了。固相合成方法较液相合成方法相对来说工艺比较简单,化学反应比较单一,反应完成后后处理比较方便,多肽序列容易控制。其中,t-Boc和Fmoc是固相多肽合成现在使用的主要两种策略。

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固相合成



FMOC固相合成

目前FMOC固相合成较为普及,也是目前药物肽及美容肽常用的化学合成方法,相对于t-BOC固相合成,反应条件更加温和,保护基团在碱性条件下可以迅速脱除,副反应较少,逐渐成为主要的化学固相合成方法。


FMOC固相合成基本原理

那多肽FMOC固相合成到底是什么样的一个过程?

多肽的FMOC固相合成简单总结为:将多肽碳端的氨基酸以共价键形式连接到不溶性高分子固相载体上,以这个氨基酸的氨基作为起点,然后通过脱保护,缩合,洗涤、脱保护、中和洗涤-下一轮缩合操作,达到所要合成的肽链长度,最后将肽链从树枝上裂解下来,经过纯化等处理,即得到目标多肽。连接过程中主要使用试剂是DMF,哌啶,DIC,HOBt等。裂解过程主要用到的试剂是:TFA,甲基叔丁基醚或者乙醚,乙二硫醇,TIS等。

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Tips 固相载体如何选择

固相合成法最大的核心特征区别于其他合成技术的就是固相载体了,那以固相命名的固相载体是什么,需要具备哪些条件呢?给大家普及一下。

1

首先,固相载体是一类不溶性的高分子树脂材料。

2

其次,必须包含反应位点,以使肽链能连接在这些位点上,并在以后除去。

3

同时,必须对合成过程中的物理和化学条件稳定。

4

还有,必须允许不断增长的肽链和试剂质检快速不受阻碍的接触。

5

最后,必须提供足够多的连接点以使每单位体积的载体给出有用产量的肽,并且必须尽量减少被载体束缚的肽链之间的相互作用。


以上条件,缺一不可,载体的选择重要性不言而喻,不同的多肽根据氨基酸组成会选择不同的载体进行合成,这就需要合成人员具有扎实的有机化学知识基础和丰富的合成经验才能合成出相对完美的多肽产品了,不然纯化工作人员要遭罪了。补充,FMOC合成法通常选择羧基树脂如王树脂作为固相载体。


FMOC合成常用固相载体

根据我们的经验累积,比较常用的几种固相载体和对应的选择标准也再次无偿奉献给到大家了。

1

wang树脂:Fmoc化学做肽中最常见树脂,适合做C端为羧酸的多肽。

2

AM树脂:在氨甲基树脂(AM Resin)上结合而成,用于生产C端酰胺结尾的多肽。

3

MBHA树脂:用于生产C端酰胺结尾的多肽,比AM Resin在接肽上面效率要高。

4

CTC树脂:同wang树脂选择相同,但在切割过程中可以使用较弱的酸来切割,特别适用于一条侧链活泼基团全保护多肽合成。


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常见树脂载体



固相合成优势显著

与其他方法相比,固相合成法对于肽合成的显著的优点:反应在简单反应器皿中进行,可避免因手工操作和物料重复转移产生的损失;可通过快速的抽滤,洗涤未完成中间产物,提高纯化效率,避免液相冗长的重结晶,减少纯化损失;简化并加速多步骤合成;由Merrifield创立的多肽固相合成法(SPPS)于1984年获得诺贝尔化学奖。

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要制备一款优质的多肽原料,除了强大的合成技术,最关键的核心在于多肽的纯化。那么多肽是如何进行纯化的呢?下期,小编就会带领大家了解多肽的纯化技术,敬请期待哦~

湃肽 高技术壁垒的多肽合成研发平台

浙江湃肽生物有限公司是一家致力于多肽产业化的国家高新技术企业,拥有全球领先的全固相合成多肽生产与开发工艺,专注于高技术壁垒的多肽原料药研发及生产;拥有以多肽首席科学家Jim Xie博士和章博士为核心的超强研发技术团队,已成功研制了包括像亮丙瑞林、利拉鲁肽、索马鲁肽等多个多肽原料,攻克了在合成端的技术壁垒和价格壁垒。凭借在多肽领域的研发优势、过硬产品质量,获得国内、国际市场较高认可。同时,湃肽一直坚持匠心筑梦,品质为先,力争打造中国多肽领导品牌,持续为客户提供更优质的产品和更专业的服务

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进入21世纪,随着蛋白组学的研究深入,对多肽合成的要求越来越高。合成肽序越来越长,而且已经不局限于氨基酸的偶联,很多都已集中在多肽标记和修饰方法以及蛋白结构与功能模拟多肽的合成或蛋白合成,湃肽生物的技术团队也在不断的关注、研究、尝试新的技术发展方向,并从中选择适合自己的道路。


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