多肽合成与生物活性肽
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固相多肽合成法的原理：用交联聚合物树脂作为载 体，肽的合成在交联聚合物树脂内进行（共价固载于 载体上）。交联聚合物树脂在任何溶剂中都不能溶解， 但在某些溶剂中可溶胀，这样反应物、催化剂等可扩 散到树脂内部参与反应。每一步反应结束后，通过简 单的过滤、洗涤，即可将剩余的反应物、催化剂、副 产物等去掉，然后进行下一步反应。最后将合成的肽 从树脂上裂解下来。
多肽合成与生物活性肽
一、多肽与多肽合成
氨基酸
R O
H2N-CH-C-OH
甘氨酸（Gly、G）、丙氨酸（Ala、A）、苯丙氨酸 （Phe、F）、谷氨酰胺（Gln、Q）、天冬酰胺（Asn、 N）、缬氨酸（Val、V）、亮氨酸（Leu、L）、异亮氨酸 （Ile、I）、脯氨酸（Pro、P）、甲硫氨酸（Met、M）、 半胱氨酸（Cys、C，巯基）、丝氨酸（Ser、S，羟基）、 苏氨酸（Thr、T，羟基）酪氨酸（Tyr、Y，酚羟基） 、 色氨酸（Trp、W，吲哚基）、谷氨酸（Glu、E，羧基）、 天冬氨酸（Asp、D、羧基）、赖氨酸（Lys、K，氨基）、 精氨酸（Arg、R，氨基）、组氨酸（His、H，胺基）
DMF
deprotection
O R1
TFA/DCM
CH2-O-C-CH-NH-Boc
O R1 CH2-O-C-CH-NH3+ -OOCCF3
neutralization (i-Pr)2NEt/DCM
O R1 CH2-O-C-CH-NH2
coupling
R2 O Boc-HN-CH-C-OH/DCC/DCM
二、生物活性肽
生物活性肽在生命活动中起着非常重要的作用，如 胰岛素、生长激素、促肾上腺皮质激素、催产素等。
许多天然活性肽或天然活性肽的类似物也是非常重 要的药物，多肽作为药物具有如下优点。
• 高效、专一，用量少
如鲑鱼降钙素剂量为 20g/支（50000支/g)
• 结构多变，随着各种生物技术和计算机模拟技术的发 展，可得到具有各种功能的多肽药物
R1 O
R2 O
P1-NH-CH-C-OH + H2N-CH-C-O-P2
P1-NH-CH-C-NH-CH-C-O-P2
DCC
R1 O
R2 O
deprotection
P1-NH-CH-C-NH-CH-C-OH
R3 O H2N-CH-C-O-P2
coupling
R1 O
R2 O
R3 O
P1-NH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-O-P2
多肽、蛋白质
氨基酸“首－尾”以酰胺键相连，相连的氨基酸数较 少时称多肽，较多时称蛋白质。
R2 O
R3 O
- H2O
R2 O
R3 O
H2N-CH-C OH H NH-CH-C-OH
H2N-CH-C NH-CH-C-OH
R1 O
R2 O
R3 O
Rn O
H2N-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-
cleavage liquid HF
Rn O H2N-CH-C-
R2 O
R1 O
-NH-CH-C-NH-CH-C-OH
固相合成Fra Baidu bibliotek
固相合成的优点
• 可以用过量的反应试剂使反应完全。 • 每步的产物都固定于不溶于任何溶剂的固相载体上，因
此所需产物与其它过量试剂、催化剂等小分子试剂的分 离可通过简单的过滤而实现。 • 在裂解前的所有操作步骤中，固相载体始终处于同一容 器中，没有任何机械损失。 • 可以用大过量的反应试剂及催化剂，使每一步反应趋于 完全，提高产率，使最后的产物的纯化更加容易。 • 没有液相法中遇到的当肽链较长时不易找到合适的溶剂 的问题。 • 容易实现自动化。现已有自动化程度很高的自动多肽合 成仪。
R1 O
R2 O
R3 O
P1-NH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-O-
R1 O
R2 O
R3 O
H2N-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-O-
Rn O
deprotection
-NH-CH-C-O-P2
Rn O -NH-CH-C-OH
固相多肽合成方法
Merrifield在1962年开创了固相多肽合成法，并 于1984年获得诺贝尔化学奖。
如在计算机模拟的基础上，设计合成了治疗艾滋病的 多肽药物T-20。FDA已批准200多种多肽和蛋白质药物的 临床应用。
• 代谢产物为无毒的氨基酸
阳离子抗菌肽
抗菌素的耐药性 抗菌素的使用挽救了无数的生命，使人的预期寿
命增加了十年以上。但随着抗菌素的使用，细菌也逐 渐对其产生了耐药性。一个新药研制的平均周期是约 10年，而一个新抗菌素临床使用后细菌对其产生耐药 性的平均时间为约2年。
一些超级细菌对目前使用的所有抗菌素包括被称 为抗菌最后防线的万古霉素具有耐药性。细菌感染住 院的患者中约7% 由于耐药细菌感染而死亡。
CH2 CH
CH2 CH +
BPO
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
聚合
CH3OCH2Cl ZnCl2
CH2Cl
功能基基化
R1 O Boc-HN-CH-C-O- Cs+
CH2Cl
O R1
O R2
CH2-O-C-CH-NH-C-CH-NH-Boc
O R1
O R2
CH2-O-C-CH-NH-C-CH-NH-
O Rn -C-CH-NH-Boc
deprotection TFA/DCM
O R1
O R2
CH2-O-C-CH-NH-C-CH-NH-
O Rn -C-CH-NH3+ -OOCCF3
R2 O
R3 O
- H2O
R2 O
R3 O
H2N-CH-C OH H NH-CH-C-OH
H2N-CH-C NH-CH-C-OH
上面的氨基酸缩合脱水形成肽的反应式在生 物体内的多肽、蛋白质的合成是成立的，但在 人工合成多肽时，这一反应式是不能实现的。
液相法合成多肽
R1 O
R2 O
coupling
-NH-CH-C-OH
多肽（蛋白质）
人工合成胰岛素
1965年，我国上海生化所、上海有机所和北京大 学的科学家经过6年多的努力，在世界上首次人工合成 具有生命活力的蛋白质－牛胰岛素。
（1953年合成八肽－催产素，获得了1955年诺贝 尔化学奖。）
胰岛素由A、B两个肽链组成， A链有21个氨基 酸，B链有个30个氨基酸， A链和B链间由三个二硫键 连接起来。
多肽合成与生物活性肽
一、多肽与多肽合成
氨基酸
R O
H2N-CH-C-OH
甘氨酸（Gly、G）、丙氨酸（Ala、A）、苯丙氨酸 （Phe、F）、谷氨酰胺（Gln、Q）、天冬酰胺（Asn、 N）、缬氨酸（Val、V）、亮氨酸（Leu、L）、异亮氨酸 （Ile、I）、脯氨酸（Pro、P）、甲硫氨酸（Met、M）、 半胱氨酸（Cys、C，巯基）、丝氨酸（Ser、S，羟基）、 苏氨酸（Thr、T，羟基）酪氨酸（Tyr、Y，酚羟基） 、 色氨酸（Trp、W，吲哚基）、谷氨酸（Glu、E，羧基）、 天冬氨酸（Asp、D、羧基）、赖氨酸（Lys、K，氨基）、 精氨酸（Arg、R，氨基）、组氨酸（His、H，胺基）
DMF
deprotection
O R1
TFA/DCM
CH2-O-C-CH-NH-Boc
O R1 CH2-O-C-CH-NH3+ -OOCCF3
neutralization (i-Pr)2NEt/DCM
O R1 CH2-O-C-CH-NH2
coupling
R2 O Boc-HN-CH-C-OH/DCC/DCM
二、生物活性肽
生物活性肽在生命活动中起着非常重要的作用，如 胰岛素、生长激素、促肾上腺皮质激素、催产素等。
许多天然活性肽或天然活性肽的类似物也是非常重 要的药物，多肽作为药物具有如下优点。
• 高效、专一，用量少
如鲑鱼降钙素剂量为 20g/支（50000支/g)
• 结构多变，随着各种生物技术和计算机模拟技术的发 展，可得到具有各种功能的多肽药物
R1 O
R2 O
P1-NH-CH-C-OH + H2N-CH-C-O-P2
P1-NH-CH-C-NH-CH-C-O-P2
DCC
R1 O
R2 O
deprotection
P1-NH-CH-C-NH-CH-C-OH
R3 O H2N-CH-C-O-P2
coupling
R1 O
R2 O
R3 O
P1-NH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-O-P2
多肽、蛋白质
氨基酸“首－尾”以酰胺键相连，相连的氨基酸数较 少时称多肽，较多时称蛋白质。
R2 O
R3 O
- H2O
R2 O
R3 O
H2N-CH-C OH H NH-CH-C-OH
H2N-CH-C NH-CH-C-OH
R1 O
R2 O
R3 O
Rn O
H2N-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-
cleavage liquid HF
Rn O H2N-CH-C-
R2 O
R1 O
-NH-CH-C-NH-CH-C-OH
固相合成Fra Baidu bibliotek
固相合成的优点
• 可以用过量的反应试剂使反应完全。 • 每步的产物都固定于不溶于任何溶剂的固相载体上，因
此所需产物与其它过量试剂、催化剂等小分子试剂的分 离可通过简单的过滤而实现。 • 在裂解前的所有操作步骤中，固相载体始终处于同一容 器中，没有任何机械损失。 • 可以用大过量的反应试剂及催化剂，使每一步反应趋于 完全，提高产率，使最后的产物的纯化更加容易。 • 没有液相法中遇到的当肽链较长时不易找到合适的溶剂 的问题。 • 容易实现自动化。现已有自动化程度很高的自动多肽合 成仪。
R1 O
R2 O
R3 O
P1-NH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-O-
R1 O
R2 O
R3 O
H2N-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-O-
Rn O
deprotection
-NH-CH-C-O-P2
Rn O -NH-CH-C-OH
固相多肽合成方法
Merrifield在1962年开创了固相多肽合成法，并 于1984年获得诺贝尔化学奖。
如在计算机模拟的基础上，设计合成了治疗艾滋病的 多肽药物T-20。FDA已批准200多种多肽和蛋白质药物的 临床应用。
• 代谢产物为无毒的氨基酸
阳离子抗菌肽
抗菌素的耐药性 抗菌素的使用挽救了无数的生命，使人的预期寿
命增加了十年以上。但随着抗菌素的使用，细菌也逐 渐对其产生了耐药性。一个新药研制的平均周期是约 10年，而一个新抗菌素临床使用后细菌对其产生耐药 性的平均时间为约2年。
一些超级细菌对目前使用的所有抗菌素包括被称 为抗菌最后防线的万古霉素具有耐药性。细菌感染住 院的患者中约7% 由于耐药细菌感染而死亡。
CH2 CH
CH2 CH +
BPO
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
聚合
CH3OCH2Cl ZnCl2
CH2Cl
功能基基化
R1 O Boc-HN-CH-C-O- Cs+
CH2Cl
O R1
O R2
CH2-O-C-CH-NH-C-CH-NH-Boc
O R1
O R2
CH2-O-C-CH-NH-C-CH-NH-
O Rn -C-CH-NH-Boc
deprotection TFA/DCM
O R1
O R2
CH2-O-C-CH-NH-C-CH-NH-
O Rn -C-CH-NH3+ -OOCCF3
R2 O
R3 O
- H2O
R2 O
R3 O
H2N-CH-C OH H NH-CH-C-OH
H2N-CH-C NH-CH-C-OH
上面的氨基酸缩合脱水形成肽的反应式在生 物体内的多肽、蛋白质的合成是成立的，但在 人工合成多肽时，这一反应式是不能实现的。
液相法合成多肽
R1 O
R2 O
coupling
-NH-CH-C-OH
多肽（蛋白质）
人工合成胰岛素
1965年，我国上海生化所、上海有机所和北京大 学的科学家经过6年多的努力，在世界上首次人工合成 具有生命活力的蛋白质－牛胰岛素。
（1953年合成八肽－催产素，获得了1955年诺贝 尔化学奖。）
胰岛素由A、B两个肽链组成， A链有21个氨基 酸，B链有个30个氨基酸， A链和B链间由三个二硫键 连接起来。