具体合成过程如下:
1. 去维护
通过Fmoc保护的柱子和单体需要用碱性溶剂(如哌啶)去除氨基的保护基团,以确保后续的合成过程顺利进行。
2. 激活与交联
接下来的氨基酸羧基被激活剂激活,激活后的单体将在交联剂的作用下与游离氨基交联,从而形成肽键。
3. 循环反应
以上两个步骤反复循环,直到整个肽链合成完成。
4. 洗脱与脱保护
根据肽链所含残基的不同,使用不同的脱树脂溶剂对柱子进行洗脱,保护基团则通过脱保护剂(如TFA)进行去除。值得注意的是,多肽作为复杂的大分子,每条序列在物理和化学特性上都是独特的。某些多肽的合成可能非常困难,而有些虽然合成较为简单,但在纯化过程中面临挑战。常见问题包括许多肽在水溶液中不溶,因此这些疏水性肽通常需要溶解在非水溶剂或特殊缓冲液中,这些溶剂和缓冲液可能不适合用于生物实验系统,使得研究人员无法将该多肽应用于实际目的。以下是关于如何设计多肽的一些建议。
如何减少肽链合成的难度?
1. 减少序列长度
增加肽的长度通常会导致合成产物纯度下降。一般来说,长度少于15个残基的肽更容易获得较高的纯度。许多实验中,保持残基数低于20通常可以获得良好的结果。
2. 减少疏水性残基
在肽链中,特别是C端距7-12个残基之间的疏水性残基较多,往往会造成合成困难。这可能是因为在合成过程中形成了β折叠片,导致配对不完全。用1个或多个极性残基替换,或加入甘氨酸(Gly)或脯氨酸(Pro)以改善肽链结构可能会有所帮助。
3. 减少“难合成”残基
含有多个半胱氨酸(Cys)、甲硫氨酸(Met)、精氨酸(Arg)和色氨酸(Trp)残基的肽通常会较难合成。丝氨酸(Ser)可以用作Cys的非氧化替代品。
如何增强肽链的可溶性?
1. 改动N端或C端
针对酸性肽(pH值为7时带负电荷),我们建议进行N端乙酰化,同时保留C端的自由羧基,以增加负电荷。对于碱性肽(pH值为7时带正电荷),推荐进行N端氨基化,以增加正电荷。
2. 缩短或加长序列
某些序列富含多个疏水氨基酸,例如色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)、缬氨酸(Val)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、甲硫氨酸(Met)、酪氨酸(Tyr)和丙氨酸(Ala),当这些疏水残基比例超过50%时,往往难以溶解。为了提升肽的极性,适当加长序列或降低肽链长度也可能有帮助,肽链的极性越高,越有可能溶于水。
3. 添加可溶性残基
对于某些肽链,加入一些极性氨基酸能够增强其可溶性。例如,针对酸性肽在N端或C端添加谷氨酸(Glu)可能有助于可溶性提升。此外,对于碱性肽可以在N端或C端添加赖氨酸(Lys)。如果不能添加带电基团,可以在N端或C端加上丝氨酸-甘氨酸-丝氨酸(Ser-Gly-Ser)。然而该方法在肽链两端不能变动时则不可行。
4. 通过替换部分残基来改善可溶性
修改序列中某些残基可以显著改善肽链的可溶性。通常,单个残基的替换可以有效降低疏水性,比如用甘氨酸(Gly)替代丙氨酸(Ala)。
5. 采用不同“结构”改变序列
如果用某个序列制备多个固定长度的互相串连或堆叠的多肽,可以通过改变各多肽的起始点来实现序列的更改。这种方法的原理是:在同一多肽的亲水性和疏水性残基之间创造出新的平衡,或将“难合成”残基(例如两个Cys)分散到不同的多肽中,而不是集中在同一分子内。
通过上述策略,研究人员不仅能减轻肽链合成的难度,还能提高其可溶性,从而更好地实现生物医疗领域中的应用。同时,选择如尊龙凯时等知名品牌的优质原材料与技术支持,将进一步提升研究的效率与成功率。