多肽合成与生物活性肽

Rn O
d e p r o t e c t io n
-N H-C H-C -O -P2
Rn O -N H-C H-C -O H
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。
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。
R3 O H2N -CH-C-O -P2
c o u p lin g
R1 O
R2 O
R3 O
P1-N H-CH-C-N H-CH-C-N H-CH-C-O -P2
R1 O
R2 O
ห้องสมุดไป่ตู้
R3 O
P1-N H-CH-C-N H-CH-C-N H-CH-C-O -
R1 O
R2 O
R3 O
H2N -CH-C-N H-CH-C-N H-CH-C-O -
O R1
O R2
CH2-O-C-CH-NH-C-CH-NH-
O Rn -C-CH-NH3+ -OOCCF3
cleavage liquid HF
Rn O H2N-CH-C-
R2 O
R1 O
-NH-CH-C-NH-CH-C-OH
固相合成
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
DMF
d e p r o t e c t io n
O R1
T FA/DCM
C H2-O -C -C H-N H-Boc
O R1
C
H
2
-
O
-
C
-
C
H
-
N
H
+ 3
-O O C C F3
n e u t r a liz a t io n (i-P r)2N Et/D C M
O R1 C H2-O -C -C H-N H2
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+
C H2C l
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。
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）
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。
R 2O
R 3O-H 2 O R 2O R 3O
H 2 N -C H -CO H HN H -C H -C -O H H 2 N -C H -CN H -C H -C -O H
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。
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。
H 2 N -C H -C -N H -C H -C -N H -C H -C - -N H -C H -C -O H
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。）
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。
R 2O
R 3O-H 2 O R 2O R 3O
H 2 N -C H -CO H HN H -C H -C -O H H 2 N -C H -CN H -C H -C -O H
R 1O R 2O R 3O
R nO
c o u p lin g
R2 O Boc-HN -C H-C -O H/DC C /DC M
O R1
O R2
C H2-O -C -C H-N H-C -C H-N H-Boc
O R1
O R2
CH2-O-C-CH-NH-C-CH-NH-
O Rn -C-CH-NH-Boc
deprotection T FA/DCM
液相法合成多肽
R1 O
R2 O
c o u p lin g
R1 O
R2 O
P1-N H-CH-C-O H + H2N -CH-C-O -P2
P1-N H-CH-C-N H-CH-C-O -P2
DCC
R1 O
R2 O
d e p r o t e c t io n
P1-N H-CH-C-N H-CH-C-O H
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