多肽的固相合成 (经典版)

第二代多肽合成仪
此两款设备也是 目前市场上仍在 销售的最早的多 肽合成仪。 肽合成仪。
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第三代多肽合成仪
•第三代多肽合成仪是 第三代多肽合成仪是 以Applied Biosystems 公司的ABI 公司的ABI 433 peptide synthesizer Bio公司的 公司的CS336 与C S Bio公司的CS336 为代表的无死角多肽合 成仪为代表的， 成仪为代表的，诞生在 上世纪九十年代。 上世纪九十年代。
•活化基团 活化基团Fmoc与tBoc 活化基团 与
•多肽的不稳定 多肽的不稳定
不稳定性
问题
脱酰胺 多肽的不稳定 性是其制剂研 究中存在的主 要问题之一， 要问题之一， 其原因较多。 其原因较多。 氧化 消旋 β-消除 消除 ….. 变性 水解
不稳定性
提高稳定性的主要途径
定向突变
化学修饰
添加剂
冻干
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多肽的液相合成
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• 氨基保护 • 羧基保护
• 缩合 • 羧基脱除保护
• 缩合向 端延长 缩合向C端延长 • 氨基脱除保护
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材料收集： ：徐磊 钟家伟 演讲人： 材料收集：尚立群 王修楠 王康 演讲人 PPT制作 ：许金翔 制作： 制作
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2.激活和交联：下一个氨基酸的羧基被一种 激活和交联： 激活和交联 活化剂所活化。 活化剂所活化。活化的单体与游离的氨基反 应交联，形成肽键。 应交联，形成肽键。在此步骤使用大量的超 浓度试剂驱使反应完成。 浓度试剂驱使反应完成。
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•固相合成法的诞生 固相合成法的诞生
•多肽合成仪介绍 多肽合成仪介绍
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•固相合成法的诞生 固相合成法的诞生
•多肽合成仪介绍 多肽合成仪介绍
•活化基团 活化基团Fmoc与tBoc 活化基团 与
•多肽的不稳定 多肽的不稳定
多肽合成仪
多肽合成仪的发展
• 第一代多肽合 成仪
• 第二代多肽合 成仪
• 第三代多肽合 成仪
第一代多肽合成仪
• 第一代多肽合成仪是以 Beckman公司推出的 公司推出的 Beckman 990 Peptide Synthesizer以及 以及Vega’s 以及 Biotechnologies公司推 公司推 出的Vega’s 296 Peptide 出的 Synthesizer为代表的，诞 为代表的， 为代表的 生在上世纪七十年代。 生在上世纪七十年代。
关键：需要有措施使第1个氨基酸的氨基与第2个氨基酸 的羧基不参与反应
方法： 方法：将这些不希望参加反应的基团用一些特殊的化学 试剂与之反应,使生成的基团对缩合反应不敏感 使生成的基团对缩合反应不敏感,还能在肽 试剂与之反应 使生成的基团对缩合反应不敏感 还能在肽 合成后， 合成后，在不破坏肽键及氨基酸结构的条件下将它们恢 复成原先的基团。这一类试剂称保护试剂， 复成原先的基团。这一类试剂称保护试剂，形成的基团 称保护基。 称保护基。
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• 氨基及羧基保护 脱除 • 形成无保护的四 肽
• 缩合从 端延伸 缩合从N端延伸
弊端：上述反应都在溶剂中进行，称为溶液方法。 弊端：上述反应都在溶剂中进行，称为溶液方法。因所 用保护基都是疏水的,而肽键是亲水的 因此合成到一、 而肽键是亲水的,因此合成到一 用保护基都是疏水的 而肽键是亲水的 因此合成到一、二 十肽时，使保护了的肽溶解便成了困难的问题。寻找合 十肽时，使保护了的肽溶解便成了困难的问题。 适的溶剂是液相法的一个难题。 适的溶剂是液相法的一个难题。
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•固相合成法的诞生 固相合成法的诞生
•多肽合成仪介绍 多肽合成仪介绍
•活化基团 活化基团Fmoc与tBoc 活化基团 与
•多肽的不稳定 多肽的不稳定
活化基团Fmoc与tBoc 与 活化基团
Hale Waihona Puke Baidu
多肽固相合成法 多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程，固相合成顺序一般从C端 多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程，固相合成顺序一般从 端 羧基端） （羧基端）向N端（氨基端）合成。固相合成法，大大的减轻了每步 端 氨基端）合成。固相合成法， 产品提纯的难度。为了防止副反应的发生， 产品提纯的难度。为了防止副反应的发生，参加反应的氨基酸的侧链 都是保护的。羧基端是游离的，并且在反应之前必须活化。 都是保护的。羧基端是游离的，并且在反应之前必须活化。固相合成 方法有两种， 方法有两种，即Fmoc和tBoc。 和 。
1963
Merrifield
•到了 世纪 Max Bergmann等人开始使用苄氧羰基 来保护，氨基， 到了20世纪 年代，有机化学家们合成了大量的生物活性多肽 氨基， 年代， 到了 世纪50年代 有机化学家们合成了大量的生物活性多肽，包 •到1932年Merrifield首次提出了固相多肽合成方法 用于保护 氨基， 等人开始使用苄氧羰基(Z)来保护 到 年 等人开始使用苄氧羰基 来保护α-氨基 •1972年年， •1963年，Lou Carpino首先将 芴甲氧羰基 首次提出了固相多肽合成方法(SPPS)，这个在多 首先将9-芴甲氧羰基 首次提出了固相多肽合成方法 用于保护α-氨基 首先将 芴甲氧羰基(FMOC)用于保护 氨基， ， 括催产素，胰岛素等， 首先开始关注多肽合成，由于当时在 括催产素，胰岛素等，同时在多肽合成方法以及氨基酸保护基上面也 •1902年，Emil Fischer首先开始关注多肽合成 首先开始关注多肽合成， 年 多肽合成才开始有了一定的发展。 多肽合成才开始有了一定的发展 其在碱性条件下可以迅速脱除，。 ，就可以反应完全 其在碱性条件下可以迅速脱除，10min就可以反应完全，而且由于其 肽化学上具有里程碑意义的合成方法，一出现就由于其合成方便，迅 一出现就由于其合成方便， 肽化学上具有里程碑意义的合成方法 就可以反应完全， 取得了不少成绩， 取得了不少成绩，这为后来的固相合成方法的出现提供了实验和理论 多肽合成方面的知识太少， 多肽合成方面的知识太少，进展也相当缓慢 反应条件温和，迅速得到广泛使用， 反应条件温和，迅速得到广泛使用，以BOC和FMOC这两种方法为基 和 这两种方法为基 成为多肽合成的首选方法， 速，成为多肽合成的首选方法，而且带来了多肽有机合成上的一次革 基础。 基础。 并成为了一支独立的学科——固相有机合成 固相有机合成(SPOS)。 命，并成为了一支独立的学科 固相有机合成 。 础的各种肽自动合成仪也相继出现和发展， 础的各种肽自动合成仪也相继出现和发展，并仍在不断得到改造和完 同时，固相合成树脂，多肽缩合试剂以及氨基酸保护基， 善。同时，固相合成树脂，多肽缩合试剂以及氨基酸保护基，包括合 成环肽的氨基酸正交保护上也取得了丰硕的成果。 成环肽的氨基酸正交保护上也取得了丰硕的成果。
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第一代多肽合成仪
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第二代多肽合成仪
• 第二代多肽合成仪是以 Protein Technologies公 公 司推出的PS3 Peptide 司推出的 Synthesizer以及 以及 Advanced ChemTech公 公 司推出的ACT peptide 司推出的 synthesizer Model 90为 为 代表的， 代表的，诞生在上世纪八 十年代。 十年代
1963年 R.B.梅里菲尔德提出固相合成的方法 避免了溶解问题。 1963年，R.B.梅里菲尔德提出固相合成的方法，避免了溶解问题。 梅里菲尔德提出固相合成的方法， 个氨基酸接到不溶的固体颗粒上,然后将保护的第 它的原理是将第 1个氨基酸接到不溶的固体颗粒上 然后将保护的第 个氨基酸接到不溶的固体颗粒上 然后将保护的第2 个氨基酸与之缩合。产物因在固体颗粒上， 个氨基酸与之缩合。产物因在固体颗粒上，因此很容易将反应中剩 余的试剂清洗干净。然后脱去保护基,再将第 再将第3个氨基酸与之缩合而 余的试剂清洗干净。然后脱去保护基 再将第 个氨基酸与之缩合而 成三肽。如此反复，只要反应产率非常高，就能合成很大的肽。 成三肽。如此反复，只要反应产率非常高，就能合成很大的肽。最 后将合成的肽从固体的支持物上切下，再经纯化，即可得相应的肽。 后将合成的肽从固体的支持物上切下，再经纯化，即可得相应的肽。
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•固相合成法的诞生 固相合成法的诞生
•多肽合成仪介绍 多肽合成仪介绍
•活化基团 活化基团Fmoc与tBoc 活化基团 与
•多肽的不稳定 多肽的不稳定
固相合成法的诞生
Max Bergmann 1932 Emil Fischer
有机化学家们
1902
20世纪 50年代
1972 Lou Carpino
Fmoc的循环 的循环
•由于Fmoc比tBoc存在很多优势，现在大多采用Fmoc法合成具 体合成由下列几个循环组成： 1.去保护：Fmoc 去保护： 去保护 保护的柱子和单体 必须用一种碱性溶 剂（piperidine） ） 去 除氨基的保护基 团。 3. 洗脱和脱保护：多肽从 洗脱和脱保护： 柱上洗脱下来， 柱上洗脱下来，其保护基 团被一种脱保护剂（ 团被一种脱保护剂（TFA 洗脱和脱保护。 ） 洗脱和脱保护。 .
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学员旅五队 徐磊 许金翔 钟家伟 王康 尚立群 王修楠
• 定义：以氨基酸为原料，用化学方法合成多肽或蛋白质。
•目的：①确证天然多肽或蛋白质的结构；②生产天然的、 在生物体内含量极微但有医疗或其他生物效用的多肽；③ 改变部分结构，研究其结构与功能的关系，并设计更有效 的药物。 •基本原理 ： 将两个氨基酸合成一个二肽,基本点是将一 个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基连结成肽键