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新聞動(dòng)態(tài)

淺談多肽合成方法
分類 :新聞
發(fā)布時(shí)間 :2024/03/01
訪問(wèn)量 :148

近些年,隨著固相合成,基因重組技術(shù)以及新型的化學(xué)修飾方法等技術(shù)的建立,極大地推動(dòng)了多肽的合成及多肽藥物的發(fā)展。目前,多肽類藥物已被廣泛應(yīng)用于糖尿病,肢端肥大癥,癌癥等疾病的治療。


肽廣泛存在于自然界和生命體中,是一類由兩個(gè)或多個(gè)氨基酸通過(guò)肽鍵連接組成的天然物質(zhì),同時(shí)也是蛋白質(zhì)不完全水解的產(chǎn)物。迄今在生物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的多肽種類繁多,他們?cè)趨⑴c和調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)生命活動(dòng)方面發(fā)揮了重要作用。根據(jù)氨基酸的組成數(shù)量可以分為寡肽(2-10個(gè)氨基酸)和多肽(10-100個(gè)氨基酸)。


自首個(gè)多肽——催產(chǎn)素成功合成以來(lái),科學(xué)家們經(jīng)過(guò)數(shù)十年的不懈努力,已經(jīng)開發(fā)了多樣的多肽合成方法。這些合成方法主要分為生物合成法和化學(xué)合成法。



生物合成法


生物合成法包括提取法,酶解法,基因重組法,發(fā)酵法等。


天然提取法是一種從動(dòng)植物體內(nèi)提取多肽物質(zhì)的方法,然而,生物體內(nèi)多肽類物質(zhì)含量稀小,通過(guò)此法獲得的多肽純度偏低,而且在提取過(guò)程中容易引入病菌等,因此,提取法已逐步被其他方法所替代。


酶解法是通過(guò)生物酶將蛋白質(zhì)降解為多肽。此法具有反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn),但通過(guò)酶解法得到的多肽大都為混合物,后續(xù)分離提純難度較大,相較之下,酶解法在食品,化妝品等行業(yè)里更為常見。


基因重組法是通過(guò)基因技術(shù)將某些序列的多肽轉(zhuǎn)移至原核或真核細(xì)胞中重組DNA并進(jìn)行表達(dá),此法具有定向表達(dá)強(qiáng),無(wú)需多肽載體以及保護(hù)基團(tuán)的參與等優(yōu)點(diǎn),是目前應(yīng)用最多的生物合成法,但基因重組法存在純化困難等問(wèn)題。


發(fā)酵法是通過(guò)微生物的代謝作用發(fā)酵產(chǎn)生活性多肽的方法,這種方法成本相對(duì)較低,但由于此法是依賴于微生物代謝,因此只能用來(lái)生產(chǎn)已知有益的活性多肽,應(yīng)用范圍有限,不屬于主流的多肽生產(chǎn)方法。



化學(xué)合成法


化學(xué)合成法包括液相合成法和固相合成法,目前化學(xué)合成仍是合成多肽類物質(zhì)的最主要方法。在多肽合成中,肽鍵(即酰胺鍵)的形成是關(guān)鍵步驟,多肽合成試劑是構(gòu)建酰胺鍵的專用試劑,對(duì)于提高酰胺鍵的成鍵效率,產(chǎn)品純度及收率等發(fā)揮了重要作用。


在合成中,試劑的性能決定了合成策略的有效性。多肽合成試劑根據(jù)其性能可以劃分為縮合劑、保護(hù)劑和手性消旋抑制劑。縮合劑主要用于促進(jìn)羧酸與胺之間酰胺鍵的形成,其可以有效降低反應(yīng)能壘,提高成鍵效率。這些試劑廣泛應(yīng)用于多肽藥物及小分子化學(xué)藥物的合成中,具體包括碳二亞胺型(如DCC,DIC等)和鎓鹽型,后者又可分為脲正離子型(如HBTU,HATU等)和磷正離子型(如PyBOP);保護(hù)劑是一類將活性基團(tuán)保護(hù)起來(lái)使其暫時(shí)失活的試劑,可以有效避免非目標(biāo)反應(yīng)的發(fā)生,這在有機(jī)和藥物合成中非常普遍。在多肽合成中,常用于保護(hù)氨基,常用的有Fmoc系列保護(hù)劑和Boc系列保護(hù)劑;手性消旋抑制劑是在合成中能有效抑制產(chǎn)品消旋化,提高產(chǎn)品的光學(xué)純度的試劑,常用的消旋抑制劑有HOBt,HOPO等。


縮合試劑的應(yīng)用極大地推進(jìn)了多肽合成進(jìn)程?;瘜W(xué)合成的基本流程包括:保護(hù)不參與反應(yīng)的活性基團(tuán):活化羧基制備活性中間體從而形成肽鍵;對(duì)保護(hù)基團(tuán)進(jìn)行脫保護(hù)。


液相合成法是在溶液中通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成肽鍵的方法。此法常用的保護(hù)基有Boc和Cbz(Z)兩種,主要采用兩種策略:逐步合成法即按照氨基酸順序通過(guò)肽鍵逐步連接;片段合成法是將已合成的兩個(gè)或多個(gè)多肽片段連接成目標(biāo)多肽,與固相合成法相比,液相合成法更加適用于短肽的合成,其所用試劑、溶劑等用量小,成本更低,符合綠色化學(xué)的原則,同時(shí)保護(hù)基的可選擇性多,有利于后續(xù)的純化和規(guī)?;a(chǎn)。


固相合成法最初于1963年提出后,便成為一種主流的多肽合成方法。此法是以不溶性樹脂為載體,將第一個(gè)氨基酸的C端固定于樹脂上,通過(guò)縮合反應(yīng)將預(yù)先脫保護(hù)的N端與已活化的第二個(gè)氨基酸連接,再經(jīng)過(guò)洗滌,重復(fù)上述步驟等,直至完成目標(biāo)多肽的合成。作為固相合成法的核心之一,保護(hù)基的選擇起到了關(guān)鍵作用,目前,固相合成法主流方法有Boc固相合成法和Fmoc固相合成法:Boc固相合成法中,α-氨基用Boc基團(tuán)保護(hù),其脫保護(hù)使用的是強(qiáng)酸三氟乙酸,而切割肽鏈則需使用有害的氫氟酸,一方面三氟乙酸酸性太強(qiáng),可能在合成過(guò)程中導(dǎo)致肽鏈的斷裂,另一方面,氫氟酸的危險(xiǎn)性大,對(duì)身體的危害不言而喻。相比之下,F(xiàn)moc固相合成法中Fmoc保護(hù)基對(duì)酸性較穩(wěn)定,在堿性條件下脫除,無(wú)需使用氫氟酸等危險(xiǎn)試劑,另外還可以通過(guò)Fmoc保護(hù)基監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程,從而更精確的控制生產(chǎn)過(guò)程,是目前最最受歡迎的固相多肽合成方法。


與液相合成法相比,固相合成法在長(zhǎng)肽合成方面展現(xiàn)了明顯的優(yōu)勢(shì),其操作簡(jiǎn)便,中間體無(wú)需純化,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和高通量的合成多肽,是目前主流的多肽合成方法。


在多肽治療藥物高速發(fā)展的背景下,多肽的合成應(yīng)從經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)性角度考慮。綠色多肽合成是全世界科學(xué)家面臨的重大挑戰(zhàn),無(wú)論使用固相合成SPPS或是液相合成LPPS,其最終目標(biāo)都是最大限度地減少雜質(zhì)以減少純化步驟,從而再次帶來(lái)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)的懲罰。同時(shí)多肽類藥物市場(chǎng)的火熱,意味著多肽制藥行業(yè)為了縮短新藥的上市時(shí)間將面臨越來(lái)越大的壓力。相信在不久的將來(lái),會(huì)有更加合適的多肽合成法問(wèn)世。


隨著多肽治療藥物的迅猛發(fā)展,多肽合成技術(shù)必須兼顧經(jīng)濟(jì)效益與持續(xù)性。無(wú)論是固相合成(SPPS)還是液相合成(LPPS),其目標(biāo)都是盡量降低雜質(zhì)含量,以減少繁瑣的純化步驟,提高合成效率,進(jìn)而減輕經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的負(fù)擔(dān)。同時(shí),鑒于多肽類藥物市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng),制藥行業(yè)為縮短新藥研發(fā)周期,面臨的壓力也在不斷增大。相信在不久的將來(lái),將會(huì)出現(xiàn)更加高效、環(huán)保的多肽合成方法。


蘇州昊帆生物致力于多肽合成試劑和保護(hù)試劑的研發(fā)和生產(chǎn),經(jīng)過(guò)二十年的發(fā)展和積累,本公司已成為全球領(lǐng)先的多肽合成試劑供應(yīng)商,能夠提供全面且多樣化的產(chǎn)品選擇,涵蓋從第一代至第四代的各類縮合試劑,以及Fmoc、Boc、Cbz和Troc等多個(gè)系列的保護(hù)基,滿足不同客戶的需求。我們誠(chéng)摯歡迎感興趣的朋友們聯(lián)系我司咨詢?cè)斍?,我們期待為您提供專業(yè)的咨詢服務(wù)。




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