多肽合成技术资料讲解

多肽合成技术资料讲解
多肽合成技术资料讲解

多肽合成技术

多肽化学已经走过了一百多年的光辉历程,1902年,Emil Fischer首先开始关注多肽合成,由于当时在多肽合成方面的知识太少,进展也相当缓慢当时合成采用了苯甲酰,乙酰保护,脱去相当困难,而且容易导致肽链断裂。直到1932年,Max Bergmann等人开始使用苄氧羰基(Z)来保护α-氨基,该保护基可以在催化氢化或氢溴酸的条件下定量脱除,多肽合成才开始有了一定的发展。到了20世纪50年代,随着越来越多的生物活性多肽的发现,大大推动了有机化学家们对多肽合成方法以及保护基的研究,因此这一阶段的研究成果也非常丰富,人们合成了大量的生物活性多肽,包括催产素(oxytocin),胰岛素等,同时在多肽合成方法以及氨基酸保护基上面也取得了不少成绩,这为后来的固相合成方法的出现也提供了实验和理论基础。也就是这个阶段,Fred Sanger发明了氨基酸序列测定方法,并为此获得了1958年的Nobel化学奖。还是他后来发明了DNA序列检测方法,并于1980年再次获得了Nobel化学奖,成为到目前为止唯一获得两次Nobel化学奖的科学家。1963年,Merrifield提出了固相多肽合成方法(SPPS),这个在多肽化学上具有里程碑意义的合成方法,一出来,就由于其合成方便,迅速,现在已经成为多肽合成的首选方法,随后的发展也证明了该方法不仅仅是一种合成方法,而且也带来了有机合成上的一次革命,并成为了一支独立的学科,固相有机合成(SPOS)。当然,Merrifield也因此荣获了1984年的Nobel化学奖。也正是Merrifield,他经过了反复的筛选,最终屏弃了苄氧羰基(Z)在固相上的使用,首先将叔丁氧羰基(BOC)用于保护α-氨基并在固相多肽合成上使用,其可以在酸性条件下定量的脱除,反应也非常迅速,在30min就可以反应完全。由于叔丁氧羰基(BOC)方法中,氨基酸侧链的保护基团大多基于苄基(Bzl),因此也称为BOC-Bzl策略。同时,Merrifield在20世纪60年代末发明了第一台全自动多肽合成仪,并首次合成生物蛋白酶,核糖核酸酶(124个氨基酸)。随后的多肽化学研究主要集中在固相合成树脂,多肽缩合试剂,氨基酸保护基的研究。1972,Lou Carpino 首先将9-芴甲氧羰基(FMOC)用于保护α-氨基,其在碱性条件下可以迅速脱除,

10min就可以反应完全,而且由于其反应条件温和,迅速得到广泛使用,到了20世纪80年代取代了叔丁氧羰基(BOC),成为了固相多肽合成中的首选合成方法。该方法中氨基酸的侧链大多基于叔丁基(But),因此,也称为

FMOC-But策略。同时,在多肽合成树脂,缩合试剂以及氨基酸保护,包括合成环肽的氨基酸正交保护上也取得了丰硕的成果。

进入21世纪,随着蛋白质组学的研究深入,对于多肽化学的要求不仅仅是合成方法,而更多的集中在多肽标记与修饰方法,以及蛋白结构与功能模拟多肽的合成以及长肽或蛋白合成。

?多肽化学合成的基本介绍

多肽化学合成方法,包括液相和固相两种方法。液相合成方法现在主要采用BOC和Z两种保护方法,现在主要应用在短肽合成,如阿斯巴甜,力肽,催产素等,其相对与固相合成,具有保护基选择多,成本低廉,合成规模容易放大的许多优点。与固相合成比较,液相合成主要缺点是,合成范围小,一般都集中在10个氨基酸以内的多肽合成,还有合成中需要对中间体进行提纯,时间长,工作量大。固相合成方法现在主要采用FMOC和BOC两种方法,它具有合成方便,迅速,容易实现自动化,而且可以比较容易的合成到30个氨基酸左右多肽。

1.1.氨基酸保护基

20种常见氨基酸,根据侧链可以分为几类:脂肪族氨基酸(Ala,Gly,Val,Leu,Ile,),芳香族氨基酸(Phe,Tyr,Trp,His),酰胺或羧基侧链氨基酸(Asp,Glu,Asn,Gln),碱性侧链氨基酸(Lys,Arg),含硫氨基酸(Cys,Met),含醇氨基酸(Ser,Thr),亚氨型基酸(Pro)。多肽化学合成中氨基酸的保护非常关键,直接决定了合成能够成功的关键。因为常见的20中氨基酸中有很多都是带有活性侧链的,需要进行保护,一般要求,这些保护基在合成过程中稳定,无副反应,合成结束后可以完全定量的脱除。合成中需要进行保护的氨基酸包括:Cys,Asp,Glu,His,Lys,Asn,Gln,Arg,Ser,Thr,Trp,Tyr。需要进行保护的基团:羟基,羧基,巯基,氨基,酰胺基,胍基,吲哚,咪唑等。其中Trp也可以不保护,因为吲哚性质比较稳定。当然在特殊的情况下,有些氨基酸也可以不保护,象,Asn,Gln ,Thr,Tyr。

表1 常见3种氨基脱除条件

图1 常见3种氨基保护基结构

氨基酸侧链保护基团非常多,同一个侧链有多种不同的保护基,可以在不同的条件下选择性的脱除,这点在环肽以及多肽修饰上具有很重要的意义。而且侧链保护基和选择的合成方法有密切的关系,液相和固相不一样,固相中BOC和FMOC策略也不一样,从某种意义上看,多肽化学就是氨基酸保护基的灵活运用与搭配。关于侧链保护基的使用,请参考王德心的《固相有机合成——原理及应用指南》第四章,我们这里主要介绍Cys,Lys,Asp的几种保护基及其脱除方法。Cys最常见的保护基有三种,Trt,Acm,Mob,这三个保护基可以完成多对二硫键多肽的合成。Lys最常见的保护基有:Boc,Fmoc,Trt,Dde,Allyl,这对于固相合成环肽提供了很多正交的保护策略。Asp最常见的保护基有:Otbu,OBzl,OMe,OAll,OFm,同样也提供了多种正交的保护策略。

表2 巯基常见保护基

TFA

I2/MeOH

HF

表3 氨基常见保护基

TFA

HCl/HOAc

Pip/DMF

H2NNH2/DMF

Pd

表3 羧基常见保护基

TFA

H2/Pd

NaOH/MeOH

Pd

Pip/DMF

1.2.多肽缩合试剂

目前多肽合成中,主要采用羧基活化方法来完成接肽反应,最早使用的是将氨基酸活化为酰氯,叠氮,对称酸酐以及混合酸酐的方法,但是由于这些条件下,存在氨基酸消旋,以及反应试剂危险以及制备比较复杂,逐渐被后来的缩合试剂取代,按照其结构可以分为两种:缩合试剂主要有:碳二亚胺型,鎓盐型(Uronium)。

1.2.1.碳二亚胺型

主要包括:DCC,DIC,EDC.HCl等。采用DCC进行反应,由于反应中生成的DCU,在DMF中溶解度很小,产生白色沉淀,所以一般不用在固相合成中,但是由于其价格便宜,在液相合成中,可以通过过滤除去,应用仍然相当广泛。EDC.HCl因为其水溶解性的特点,在多肽与蛋白的连接中使用比较多,而且也相当成功。但是该类型的缩合试剂的一个最大的缺点,就是如果单独使用,会有比较多的副反应,但是研究表明如果在活化过程中添加HOBt,HOAt 等试剂,可以将其副反应控制在很低的范围。其反应机理如下:

图2 DIC活化反应机理

1.2.2.鎓盐型

鎓盐型缩合试剂反应活性高,速度快,现在使用非常广泛,主要包括:HBTU,TBTU,HATU,PyBOP等。该试剂使用过程中需要添加有机碱,如,二异丙基乙胺(DIEA),N-甲基吗啉(NMM),该试剂加入后,才能活化氨基酸。其反应机理如下:

图3 TBTU活化反应机理

1.3.多肽合成方法比较

1.3.1.液相多肽合成(solution phase synthesis)

液相多肽合成现在仍然广泛的使用,在合成短肽和多肽片段上具有合成规模大,合成成本低的显著优点,而且由于是在均相中进行反应,可以选择的反应条件更加丰富,象一些催化氢化,碱性水解等条件,都可以使用,这在固相中,使用却由于反应效率低,以及副反应等原因,无法应用。液相多肽合成中主要采用BOC和Z两种反应策略。

图4液相合成Glu-Trp

1.3.2.固相多肽合成

图5 FMOC固相合成Glu-Trp

固相多肽合成现在使用的主要有两种策略:BOC和FMOC两种。BOC方法合成过程中,需要反复使用TFA脱BOC,而且在最后从树脂上切割下来需要使用HF,由于HF必须使用专门的仪器进行操作,而且切割过程中容易产生副反应,因此现在使用受到实验条件限制,使用也逐渐减少。FMOC方法反应条件温和,在一般的实验条件下就可以进行合成,因此,也得到了非常广泛的应用。

1.3.

2.1.固相合成中常用树脂

固相合成中树脂,一般都是聚苯乙烯-二乙烯苯材料,大小在75-150μm,交联度在1-2%之间,现在使用的大多是1%,因为这种交联度下,树脂在DMF,

DCM中具有很好的溶胀性能,立体上是一个空间网状结构,反应物分子可以在树脂内部自由移动。树脂中最关键的部分是连接手臂,它一端连接在树脂上,一端作为反应位点。目前广泛使用的树脂有:PAM,MBHA,Wang,2-Cl-Trt,Rink-Amide-MBHA等。其中PAM,MBHA是用在BOC策略中,因为其对酸非常稳定,需要在HF,TFMSA等强酸条件下才能够切割下来。

图6 固相合成常用树脂

1.3.

2.2.茚三酮检测

固相多肽合成中,主要是通过检测树脂上游离氨基来判断连接效率,检测方法称为Kaiser方法,其检测结果,如果有游离氨基的时候,显示兰色,或红褐色(pro,ser,His)。

Kaiser试剂包括:

A,6% 茚三酮的乙醇溶液

B,80% 苯酚的乙醇溶液

C,2% 0.001M KCN的吡啶溶液

配制中的吡啶需要经过茚三酮处理后,重蒸后再使用。检测过程,取少量树脂,加入A,B,C各2-3滴,100℃下加热1-2min,如果溶液有兰色,或树脂出现兰色,红褐色,表明还有游离氨基,否则说明连接完全。

还有其它检测游离氨基的方法:三硝基苯磺酸法,苦味酸法,溴芬兰法等。

图7 茚三酮检测原理

1.3.

2.3.固相合成切割方法

固相合成完成之后,必须选择合适的切割试剂将多肽从树脂上切割下来,然后经过冰乙醚沉淀,离心收集沉淀,经过HPLC分离纯化,冷冻干燥得到最后产品。由于选择的树脂不同,氨基酸序列不同,在切割时候,选择的切割方法也不完全相同,一般都是选择酸性条件下切割的条件,对于PAM,MBHA树脂,一般采用HF切割,切割过程中需要添加对甲苯酚,对巯基苯酚,苯甲醚等试剂。而对于Wang,Rink-Amide,Trt树脂,一般采用TFA切割,切割过程中加入,乙二硫醇,苯甲硫醚,水,三异丙基硅烷,苯酚等。这些添加试剂主要作为碳正离子俘获试剂使用,目的是俘获切割反应过程中生成的碳正离子,减少这些碳正离子对部分氨基酸侧链的进攻导致的副反应,比较容易产生副反

应的氨基酸有:Trp,Tyr。切割试剂用量一般10-15ml/g树脂。常用的切割配比:HF/p-cresol/p-thiocresol(90/5/5),TFA/TIS/EDT/H2O(94/1/2.5/2.5),反应一般是在室温条件下2h-4h。

1.3.3.多肽合成中主要问题

1.3.3.1.消旋及其反应机理

多肽合成过程中,部分氨基酸在活化的过程中会导致不同程度的消旋,特别容易消旋的氨基酸有:Cys,His,Phe,当然这些消旋化还和溶剂,温度以及合成中的有机碱等因素有关。对于这些氨基酸,可以通过采用高效缩合试剂,减少反应时间,可以减少消旋的比例,一般条件选择适当,消旋化都可以控制在5%以内。消旋反应机理如下:

图8 消旋反应机理

1.3.3.2.二酮哌嗪(DKP)反应

DKP副反应出现在FMOC-Wang树脂合成过程中,主要出现在第一个氨基酸为Pro的时候,当第二个氨基酸脱FMOC的时候,α-氨基被游离出来之后,立即对Wang树脂的苄酯键进行分子内胺解,生成六元环二酮哌嗪衍生物,同时从Wang树脂上释放出来,导致反应终止。该反应非常迅速,文献报道采用

50%Pip/DMF,脱1min,4min的条件,但是我们实验证明在多数情况下,即使是1min左右反应就超过了20%。因此一般在末端第一个氨基酸为Pro的时候,建议采用2-Cl-Trt树脂合成,由于该树脂巨大的空间阻力,可以完全消除该副反应。这个副反应在BOC策略合成过程中,却可以完全避免,因为BOC在使用TFA脱除后,使氨基以TFA盐的形式存在,从而失去了亲核性,不能进攻苄酯键。

图9 DKP反应机理

1.3.3.3.困难序列多肽合成

固相多肽合成中也经常遇到多肽合成失败或合成效率很低的问题,这里面的主要原因是由于多肽序列引起的,因为有些多肽序列在树脂上形成β-折叠,改变了树脂的溶胀性能,还有可能将反应的活性位点埋藏在树脂里面,这样使得反应很难进行,目前报道使用的主要方法有:

?使用混合溶剂,DMSO/DMF,6N 胍啶/DMF溶液

?提高反应温度,或采用微波方法

?使用高离液盐,LiCl,NaClO4等。

?使用溶胀性能更好的PEG-PS树脂,同时减少树脂担载量(0.05-

0.2mmol/g)

1.4.合成多肽分析鉴定方法

多肽的分析鉴定方法有多肽一级结构,二级结构鉴定,多肽一级结构包括:质谱分析,氨基酸组成分析,氨基酸序列分析。二级结构包括:圆二色谱(CD),NMR,X-衍射等方法。

1.4.1.纯度分析

多肽的纯度分析,一般都采用HPLC进行分析,选择RP-C18,粒径5μm,孔径300A,4.6×150mm,流动相:A,0.1% TFA/H2O;B,0.1% TFA/ACN,洗脱梯度,5%B--65%B,时间30min。也有些多肽,特别是短肽,由于亲水性强,在C18上保留很弱,需要改变条件,这里主要有两种方法:一个改变分析梯度,可以将起始梯度改为2%,等度或小梯度洗脱;另外一个方法是在流动相中加入强离子对试剂,如七氟丁酸,十八烷基磺酸钠等。

1.4.2.一级结构分析

1.4.

2.1.质谱分析

质谱分析的目的主要是确证分子量,当然采用MS/MS可以部分的了解多肽序列的信息,但是这个需要比较全的数据库作为基础,分析才能比较准确。由于多肽性质不稳定,需要采用软电离技术,目前多肽分析主要使用了电喷雾(ESI-MS),基质辅助激光解吸(MALDI-MS)。其中ESI-MS通常会给出多电荷峰,电荷数目和多肽序列上氨基,胍基,咪唑基的数目有关,因此,经常给出了双电荷,三电荷等离子峰。MALDI-MS可以分析蛋白大分子,而且通常情况下很少带多电荷,因此数据直接对应了分子离子峰,容易分析。此外,通常在分析长肽或蛋白过程中,需要添加NH4,Na,K等离子,提高灵敏度,所以一般在MS中出现一组峰,分别对应:(M+H)+,(M+NH4)+,

(M+Na)+,(M+K)+。

1.4.

2.2.氨基酸组成分析

氨基酸组成分析一般需要产品的纯度较高,它可以给出多肽中氨基酸的种类,数目。分析过程首先通过酸水解破坏肽键,典型酸水解的条件是:真空条件下,110℃,用6M盐酸水解16至72小时。酸水解虽然很有用,但酸水解条件下不能获得完整的氨基酸分析,因为天冬酰胺和谷氨酰胺的侧链含有酰胺键,用于切断蛋白质肽键的酸也可以将天冬酰胺转换为天冬氨酸,谷氨酰胺转换为谷氨酸。由于水解温度比较高,色氨酸的吲哚环容易被空气氧化,即使在密封的管中,色氨酸的吲哚环也几乎都被破坏了。因此蛋白质的色氨酸含量往往是通过它的紫外吸收光谱估计的,也可以通过碱水解分析色氨酸的含量。半胱氨酸在酸水解中也不能精确测定,要精确测量需要在蛋白质水解之前进行氧化或羧甲基化,形成的衍生物在酸水解之后才能定量。

1.4.

2.3.氨基酸序列分析

氨基酸序列分析的基本原理是Edman降解,主要涉及耦联、水解、萃取和转换等4个过程。首先使用苯异硫氰酸酯(PITC)在pH9.0的碱性条件下对蛋白质

或多肽进行处理,PITC与肽链的N-端的氨基酸残基反应,形成苯氨基硫甲酰(PTC)衍生物,即PTC-肽。然后PTC-肽用三氟乙酸处理,N-端氨基酸残基肽键被有选择地切断,释放出该氨基酸残基的噻唑啉酮苯胺衍生物。接下来将该衍生物用有机溶剂(例如氯丁烷)从反应液中萃取出来,而去掉了一个N-端氨基酸残基的肽仍留在溶液中。萃取出来的噻唑啉酮苯胺衍生物不稳定,经酸作用,再进一步环化,形成一个稳定的苯乙内酰硫脲(PTH)衍生物,即PTH-氨基酸。留在溶液中的减少了一个氨基酸残基的肽再重复进行上述反应过程,整个测序过程现在都是通过测序仪自动进行。

1.4.3.二级结构分析

1.4.3.1.圆二色谱(CD)

圆二色谱是一种特殊的吸收谱,它通过测量蛋白质等生物大分子的圆二色光谱,从而得到生物大分子的二级结构,简单、快捷,广泛应用在蛋白质折叠,蛋白质构象研究,酶动力学等领域。圆二色谱紫外区段(190-240nm),主要生色团是肽链,这一波长范围的CD谱包含了生物大分子主链构象的信息。α-螺旋构象的CD谱在222nm、208nm处呈负峰,在190nm附近有一正峰。β-折叠构象的CD谱,在217-218nm处有一负峰,在195-198nm处有一强的正峰。无规则卷曲构象的CD谱在198nm附近有一负峰,在220nm附近有一小而宽的正峰。

1.4.3.2.核磁共振(NMR)

随着二维、三维以及四维NMR的应用,分子生物学、计算机处理技术的发展,使NMR逐渐成为大分子结构物质分析的主要方法之一。NMR可用于确定氨基酸序列、分布以及构象。目前,NMR在分析分子中含少于30个氨基酸的小肽时是非常有用的,分析结果快速准确。

1.4.3.3.X-衍射

X-衍射可获得有关化合物晶型的直接信息,而且可以判断相对与绝对构型。

?多肽标记及修饰

目前多肽标记及修饰的内容非常多,广泛应用在多肽药物,多肽生物学,多肽抗体以及多肽试剂的研究中。目前应用广泛的有:非放射性核素标记(C13,H2),荧光标记(FAM,FITC),生物素标记,磷酸化修饰等。

2.1.非放射性核素标记

目前在非放射性核素标记中,使用广泛的仍然是C13,H2,因为其使用安全,放射性小。现在有比较完全的非放射性标记的氨基酸,可以按照正常的多肽合成方法将标记好的氨基酸直接连接到多肽上。

2.2.荧光标记

荧光标记由于没有放射性,实验操作简单。因此,目前在生物学研究中荧光标记应用非常广泛,荧光标记方法与荧光试剂的结构有关系,对于有游离羧基的采用的方法与接肽反应相同,也采用HBTU/HOBt/DIEA方法连接。但是对于FITC标记,需要在连接FITC前,增加一个氨基己酸,避免在切割的过程中被TFA切割掉。

2.3.生物素标记

生物素-亲合素系统 (biotin-avidin system,BAS),是70年代后期应用于免疫学,并得到迅速发展的一种新型生物反应放大系统。由于它具有生物素与亲合素之间高度亲和力及多级放大效应,并与荧光素、酶、同位素等免疫标记技术有机地结合,使各种示踪免疫分析的特异性和灵敏度进一步提高。主要有用于标记多肽氨基的生物素N-羟基丁二酰亚胺酯(BNHS)和生物素对硝基酚酯(pBNP),其中以BNHS最常用,当然,也可以直接使用生物素也可以标记,因为其结构上有个游离的羧基,采用HBTU/HOBt/DIEA方法缩合,由于生物素的溶解度低,使用DMSO/DMF的混合溶剂增加溶解度。

2.4.磷酸肽合成

磷酸肽在生命过程中发挥重要作用,磷酸化的位置在多肽上的Ser,Thr,Tyr。目前磷酸肽合成一般都采用磷酸化氨基酸,目前使用的都是单苄基磷酸化氨基酸,Tyr也可以直接使用磷酸化氨基酸。磷酸化氨基酸的连接一般采用

HBTU/HOBt/DIEA方法,但是目前采用该方法合成磷酸化也有缺点,特别是在合成多磷酸化多肽或长肽的时候,连接效率低,最后产品纯度很低,对于这种磷酸化多肽,我们考虑采用后磷酸化方法,其合成过程就是在多肽合成结束后,选择性脱去要标记的氨基酸的侧链保护基,对于Tyr,Thr可以直接使用侧链不保护的氨基酸进行反应,而Ser可以采用Fmoc-Ser(trt),在1%

TFA/DCM条件下可以定量的脱除。后磷酸化,采用双苄基亚磷酰胺,四氮唑生成亚磷酰胺四唑活性中间体,连接到羟基上,随后在过氧酸下氧化生成磷酰基,完成反应。

?蛋白结构与功能模拟多肽

多肽在与蛋白受体结合发挥功能的时候,总是先折叠出某些特殊的结构,多肽类似物合成主要是为了模拟这些结构,保持或提高生物活性,同时也为了改变多肽的稳定性,提高其抗酶解能力。

3.1.α-螺旋多肽

α-螺旋是蛋白结构中最为普通的一种,但是一般多肽在溶液中大多是无规卷曲的,目前使用最多的方法是多肽保持α-螺旋结构就是在多肽表面通过共价键将处在α-螺旋结构的两个氨基酸连接起来,选择的位点(i,i+4或i,i+7),选择的化学键包括:二硫键,硫醚键,酰胺键,烯烃键(RCM)等方法。

3.1.1.二硫键

二硫键广泛存在与蛋白结构中,对稳定蛋白结构具有非常重要的意义,二硫键一般是通过序列中的2个Cys的巯基,经氧化形成。形成二硫键的方法很多:空气氧化法,DMSO氧化法,过氧化氢氧化法等。二硫键的合成过程,可以通过Ellman检测以及HPLC检测方法对其反应进程进行监测。

3.1.2.硫醚键

硫醚键的形成可以通过序列中的Lys,将溴乙酸连接到Lys的侧链氨基上,利用其和巯基的特异性反应,反应在缓冲溶液中进行,迅速高效。

3.1.3.酰胺键

多肽的内酰胺环肽的合成一般是利用Lys,Asp(Glu)的选择性保护,在固相上直接环化。BOC策略中可以采用BOC-Lys(Fmoc),BOC-Asp(OFm),FMOC策略中可以采用FMOC-Lys(Aloc),FMOC-Asp(Allyl)。对于首尾环肽,还可以先合成保护的多肽,然后在液相中环化生成目标多肽。

3.1.4.烯烃键(RCM)

RCM反应是一个过渡金属催化反应,其反应中使用催化剂:

(Cy3P)2Cl2Ru=CHPh,可以催化烯烃环化,过程中脱去一分子乙烯。

图10 固相RCM反应

该反应也可以在固相树脂上直接环化,反应条件:15-25% (Cy3P)2Cl2Ru=CHPh DCM,60-80℃,24-48h。

3.2.TASP(template-assembled synthetic peptide)多肽

瑞士Basel大学的化学家首次提出TASP的概念,他们利用具有“发夹”结构的肽链作为模板,然后将具有α-螺旋结构的多肽直接连接到模板上,模拟蛋白质的高级结构。

3.3.长肽或蛋白合成

3.3.1.FMOC-tbu片段缩合方法

FMOC-tbu片段缩合方法在合成长肽以及蛋白上面运用非常广泛,其合成过程首先是合成保护性肽片段,经过纯化后,将几个片段在液相或固相上组装起来。使用本方法主要注意几个方面:片段的选择,片段的合成与纯化,片段缩合方法。片段选择要考虑到片段连接反应时间长,容易导致消旋,故片段的C 末端最好选择Gly,Pro。合成的片段一般需要经过C4,C8等纯化,对于溶解性很差的多肽,可以采用硅胶柱层析方法进行纯化。由于片段的分子大,在树脂内移动速度慢,故反应时间一般都很长,而且反应过程中与片段浓度关系很大,溶解的时候,尽量提高片段的浓度。对多种条件的选择,发现采用DMF 为溶剂,DIC/HOBt的方法缩合效率最高,消旋也最小。

图11 FMOC-tbu片段缩合示意图

3.3.2.自然化学连接(Native Chemical Ligation)

自然化学连接方法的优点是可以采用完全脱保护的多肽,因此不存在溶解性问题,其反应也是在缓冲水溶液中进行,由于其利用的是巯基和硫酯的特异性反应,再经过由S到N的转变完成肽键的合成。

多肽合成方法

多肽合成中肽键形成的基本原理 一个肽键的形成(生成一个二肽),从表面上看是一个简单的化学过程,它指两个氨基酸组分通过肽键(酰胺键)连接,同时脱去水。 在温和反应条件下,肽键的形成是通过活化一个氨基酸(A)的羧基部分,第二个氨基酸(B)则亲核进攻活化的羧基部分而形成二肽(A-B)。如果羧基组分(A)的氨基未保护,肽键的形成则不可控制,可能开有成线性肽和环肽等副产物,与目标化合物A-B混在一起。所以,在多肽合成过程中,对不参与肽键形成的所有官能团必须以暂时可逆的方式加以保护。 因此,多肽合成-即每一个肽键的形成,包括三个步聚: 第一步,需要制备部分保护的氨基酸,氨基酸的两性离子结构不再存在; 第二步,为形成肽键的两步反应,N-保护氨基酸的羧基必须先活化为活性中间体,随后形成肽键。这一耦合反应既可作为一步反应进行,也可作为两个连续的反应进行。 第三步,对保护基进行选择性脱除或全脱除。尽管全部脱除要等到肽链全部组装完成后才能进行,但为了继??? 续肽合成,选择性脱除保护基也是必需的。 由于10个氨基酸(Ser、Thr、Tyr、Asp、Glu、Lys、Arg、His、Sec和Cys)含有需要选择性保护的侧链官能团,使肽合成变得更加复杂。因为对选择性的要求不同,所以必须区分临时性和半永久性保护基。临时性保护基用于下一步要反应氨基酸的氨基或羧基官能团的暂时保护,在不干扰已经形成的肽键或氨基酸侧链的半永久性保护基才脱除,有时也在合成过程中脱除。 在理想状态下,羧基组分的活化和随后的肽键形成(耦合反应)应为快速反应,没有消旋或副产物形成,并应用等摩尔反应物以获得高产率。但遗憾的是,还没有一种能满足这些要求的化学耦合方法相比,适用于实际合成的方法很少。 在肽合成过程中,参与多种反应的官能团常常与一个手性中心相连(甘氨酸是唯一的例外),存在发生的消旋的潜在危险。 多肽合成循环的最后一步,保护基要全部脱除。除了在二肽的合成中需要全脱保护以外,选择性脱除保护基对于肽链延长具有非常重要的意义。合成策略要深思熟虑地规划,依战略选择,可以选择性脱除Nα-氨基保护基或羧基保护基。“战略”一词这里是指单个氨基酸的缩合反应顺序。一般来说,在逐步合成和片段缩合之间是有区别的。在溶液中进行肽合成(也指“常规合成”),对困难序列,多数情况下,用肽链逐步延长法只能合成较短的片段。要合成更长的肽时,目标分子必须分割成合适的片段,并确定在片段缩合过程中,它们能使能C端差向异构化程度最小。在单个片段逐步组装完成后,再连接产生目标化合物。肽合成战术包括选择最恰当的保护基组合和最佳的片段偶联方法。 最初的固相多肽合成(SPPS)只是肽和蛋白质逐步合成法的一种变化,其概念是将增长的肽链连接到一个不溶性的聚合物载体上,由Robert Bruce Merrifield在1963年首次报道。今天,为纪念他1984年获得诺贝尔奖而称之为Merrifield。在聚合物载体上,也可以进行片段缩合反应。

安全基本常识汇总

根据公司要求,为增强员工安全意识,提高员工安全生产能力,现开展安全基础知识的学习培训。 附件内容为每位员工应知应会的安全基础知识,要求各部门进行打印学习,请各部门相互传达,保证每位员工收到本通知。 安环部将于在本周内对附件中安全基础知识进行抽考,具体考试时间及抽考人员后期再行通知。 1、“三熟”指熟记岗位操作规程、熟悉现场岗位环境、熟知危险源预知预防。 2、三全一多样:全员、全系统、全过程,形式多样化。 3、“三种能力”指自我防护能力、危险源辨识能力、突发事故处理能力。 4、“三不伤害”指不伤害自己、不伤害他人,不被他人伤害 5、安全生产检查整改实行的“三定”是指定整改项目、定完成时间、定整改负责人。 6、“三违”指违章操作、违章指挥、违反劳动纪律。 7、“三率”指隐患率、违章率、三无率 8、三级安全教育培训有:厂级、车间级、班组级 9、班组安全检查实施的“一班三查”制是指什么?其目的是什么? 班前检查:重点是设备、工具、作业环境及个人防护的穿戴情况; 班中检查:重点是设备运行状况和制止或纠正违章行为; 班后检查:重点是工作现场,不给下一班留下隐患。 检查目的:个人无违章,岗位无隐患,班组无事故。 10、煤气爆炸必须具备哪三个条件?a)煤气浓度在爆炸限范围以内;b)有受限空间;c)存在点火源。 11、灭火应主要从哪三方面采取措施?a)控制可燃物,缩小物质燃烧的范围;b)隔绝空气防止构成燃烧的助燃条件;c)消除着火源。 12、发生燃烧必须具备的三个条件是什么?可燃物、助燃物和着火源 13、什么是“三同时”?“三同时”是指新建、改建、扩建工程项目的安全设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。 14、事故发生的三要素:人的不安全行为、物的不安全状态、管理及监督方面的缺陷。 15、“三无”指个人无违章、岗位无隐患、班组无事故 16、“3+1”安全管理模式中“3”指班组建设、过程控制、危险源控制;“1”指紧急状态下的应急管理方案 17、事故处理的“四不放过”是指什麽? 事故原因未查清不放过;当事人和群众没有受到教育不放过;事故责任人未受到处理不放过;没有制定切实可行的预防措施不放过。 18、灭火的四种基本方法:窒息、冷却、隔离、抑制灭火法 19、安全标志分为哪四类?禁止标志、警告标志、指令标志和提示标志。 20、我国常用的4中安全色指:红、黄、蓝、绿

安全生产基本知识考试题汇总最新版(1)

安全生产基本知识考试题 一、判断题: 1、任何单位和个人不得非法涂改、倒卖、出租、出借或者以其他形式转让资格证书。(√ ) 2、建筑施工特种作业人员变动工作单位,任何单位和个人不得以任何理由非法扣押其资格证书。(√ ) 3、安全是与危险、威胁、事故等状态和结果相对应的。(√ ) 4、事故泛指生产系统中存在的导致事故发生的人的不安全行为、物的不安全状态以及管理上的缺陷。(×) 5、安全与生产是相互依存、相互统一的关系。(√ ) 6、获得安全防护用具和安全防护服装的权利,是作业人员最基本权利。(√ ) 7、安全技术理论考核不合格的,仍可参加安全操作技能考核。(×) 8、特种作业从业人员应严格在其资格证书的操作范围内作业。(√) 9、建筑施工特种作业人员在资格证书有效期内,两年内违章操作记录达3次(含3次)以上者,延期复核视为不合格。(√ ) 10、公司级安全教育由工程项目部组织实施。(×)公司安全教育部门实施一 11、项目级安全教育由公司安全教育部门组织实施。(×)工程项目部组织实施二 12、班组级安全教育由班组长组织实施。(√ ) 13、安全专项施工方案的审批由施工单位技术部门组织本单位施工技术、安全、质量等部门的专业技术人员进行审核。经审核合格的,由施工单位技术负责人签字。(√ ) 14、安全技术交接底应当采用口头形式。(×)书面 15、处于无可靠安全防护设施的高处作业人员,可以根据现场情况不一定系安全带。(×) 16、购置安全帽、安全带等安全防护用品,施工单位应当查验其生产许可证和产品合格证。(√ ) 17、安全防护用品可以以货币或其他物品形式发放。(×)实物 18、视察建筑施工现场工作的人员可不佩戴安全帽。(×) 19、悬挂安全带时应低挂高用,不得高挂低用。(×)高挂低用 20、从业人员有权了解施工现场和工作岗位存在的危险因素、防范措施及事故应急措施 的权利。(√ ) 21、从业人员有遵守安全施工的强制性标准、本单位的规章制度和操作规程的义务。 (√ )

重组蛋白和多肽的分离纯化

重组蛋白和多肽的分离纯化 1.概述 分离纯化组成了基因工程的下游处理(downstream processing)阶段,这一过程又和上游过程紧密相联系,上游过程的诸方面影响到下游的分离纯化,所以在进行目标蛋白质表达纯化时要统一考虑和整体设计,并充分考虑上游因素对下游的影响,如是否带有亲和标签,是否进行分泌表达。目前应用最广泛的表达系统有三大类,分别是大肠杆菌表达系统、酵母表达系统和CHO细胞表达系统,不同的表达系统和培养方法显著影响下游的处理过程,目标蛋白表达是否形成包涵体,目标蛋白表达的定位(胞内、细胞内膜、周质空间和胞外),蛋白表达的量都依赖于所选择的表达系统。选择将所表达的蛋白分泌到细胞外或周质空间可以避免破碎细胞的步骤,并且由于蛋白质种类少,目标蛋白容易纯化;而在细胞质内表达蛋白,可能是可溶性表达,可能形成包涵体,可溶性的蛋白往往需要复杂的纯化步骤,而包涵体易于分离,纯度较高,但回收具有生物活性的蛋白却变的相当困难,需要对聚集的蛋白进行变复性,通常活性蛋白的得率比较低,表1列出了不同策略对表达、纯化的影响,对于其中的有些缺点可以通过一定的方法进行克服和避免,如利用DNA重组技术给外源蛋白加上一个亲和纯化的标签,有助于可溶性外源蛋白的选择性纯化,并能保护目标蛋白不被降解(96)。 表 1 重组蛋白不同表达策略的优点和缺点 表达策略优点缺点 分泌表达至细胞外增强正确二硫键的形成 降低蛋白酶对表达蛋白的降解 可获得确定的N末端 显著减少杂蛋白水平,简化纯化 不需要细胞破碎表达水平低 多数蛋白不能进行分泌表达表达蛋白需要进行浓缩 细胞周质空间表达增强正确二硫键的形成 可获得确定的N末端 显著减少杂蛋白水平,简化纯化好些蛋白不能分泌进入周质空间 没有大规模选择性的释放周质空间蛋白的技术 周质蛋白酶可引起重组蛋白酶解 胞内包涵体表达包涵体易于分离 保护蛋白质不被降解 蛋白质不具有活性对宿主细胞生长 没有大的影响,通常可获得高的表 达水平需要体外的折叠和溶解,得率较低具有不确定N末端 胞内可溶性蛋白表达不需要体外溶解和折叠 一般具有正确的结构和功能高水平的表达常难以得到需要复杂的纯化 可发生蛋白质的酶解 具有不确定的N末端 在细胞的提取物中,除了目标蛋白外,还含有其它各种性质的蛋白、核酸、多糖等。在这样一个混合体系中,蛋白质纯化要求将目标蛋白与其它的成分分离,得到一定的量,达到一定的纯度,同时要尽可能保留蛋白的生物活性,并使蛋白保持完整。所以蛋白质的分离纯化可以看作是一系列的分部收集过程,总是希望目标蛋白富集于其中的一个收集部位,而大量的杂蛋白存在于其它的收集部位。当然对目标蛋白纯度的要求要根据纯化蛋白的用途而定,对于治疗性的蛋白要求有大于99%的纯度,并对处方有活性和稳定性的要求,对于某些酶的纯度则要求较低,需要在纯度和得率之间进行一个平衡,所以下游的工艺流程取决于最终对目标蛋白的要求。 蛋白质的功能依赖于蛋白质的结构,对于有生物活性的蛋白质,在分离纯化过程中必须根据目标蛋白的特点,采用合适的操作条件和方法,保证目标蛋白的活性尽量不损失。除了在分离纯化的初期,要采用快速的方法除去影响目标蛋白稳定性的杂质,还要严格控制涉及蛋白质变性的各种因素,来避免蛋白质失去活性。蛋白质的构象稳定性可以通过测定蛋白质变性反应时折叠(f)和去折叠(u)间自由能的变化(ΔG f→u)来衡量,ΔG f→u越大蛋白质就越稳定。根据报导蛋白质的ΔG f→u在5—20kcal/molX围之间,单个氢键可造成0.5—2kcal/mol自由能的变化,一个离子对可造成0.4—1.0kcal/mol自由能的变化,因此ΔG f→u相对比较小,这样天然状态仅仅比去折叠状态稳定一点,所以必须克服蛋

2021年安全员C证考试必考60个重点知识汇编(精选)

2021年安全员C证考试必考60个重点知识 汇编(精选) 1.物料提升机的基础浇筑c20混凝土,厚度不得小于(300㎜). 2.起升钢丝绳的放出最大工作长度后,卷筒上的钢丝绳至少保留(3圈)。 3.多塔作业时,处于高位的塔机(吊钩升至最高点)与低位塔机的垂直距离在任何情况下不得小于(1.5米)。 4.物料提升机基础周边(5米)范围内不准挖排水沟。 5.出现下列哪种情况,吊钩应报废(挂绳处断面磨损量超过原高的10%)。 6.在脚手架主节点处必须设置一根横向水平杆(小横杆),用直角扣件扣紧,且严禁拆除,只是因为(横向水平杆是承受竖向荷载的重要受力构件,又是保证脚手架的整体刚度的不可缺少的杆件)。 7.脚手架作业层的脚手板铺设规定为(应铺满、铺稳、离开墙面不超过120-150㎜). 8.脚手架底层部距不应大于(2米)。 9.高度24米以上的双排脚手架连墙件构造规定为(必须采用刚性连墙件与建筑物可靠连接)。 10.剪刀撑的设置宽度(不应小于4跨,且不应小于6米)。 11.在建工程(含脚手架具)周边与10KV外电架空线路边线之间的最小安全操作距离应是(6米)。

12.施工现场的机动车道与220/380V架空线路交叉时的最小垂直距离应是(6米)。 13.在隧道内施工,照明电源电压不应大于(36V),在潮湿场所施工,照明电源电压不应大于(24V)。 14.电焊时严禁借用金属管道,金属脚手架,结构钢筋等金属物搭接代替(导线)使用。 15.电弧焊焊接时,一旦发生人员及机械事故,应立即(切断电源)。 16.电石起火时必须用干砂或(二氧化碳)灭火器,严禁用其他灭火器或水灭火。 17.为防止电焊弧光伤害眼睛,应采取的防护方式是使用(滤光镜)。 18.在潮湿场所及触电危险性较大的环境,安全电压为(12V)。 19.根据我国工业企业噪声标准规定,凡新建扩建改建企业允许噪声为(85)分贝。 20.施工现场的木工作业区,属于(一级动火区域)。 21.钢丝绳末端用绳夹固定时绳夹数量不得少于(3个)。 22.钢丝绳在破断前一般有(断丝、断股)等预兆,容易检查、便于预防事故。 23.多次弯曲造成的(弯曲疲劳)是钢丝绳破坏的主要原因之一。 24.手拉葫芦的起重链条直径磨损超过(10%)应预报废更新。 25.起重桅杆为立柱式,用绳索(缆风绳)绷紧立于地面。绷紧一端固定在起重桅杆的顶部,另一端固定在地面锚桩上。拉索一般不少于(4)根。

多肽合成基础知识汇编

多肽合成基础知识汇编 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

----------------------------------------------------------------------------------------- 多肽合成 基础知识汇编 编制: 合成部 ----------------------------------------------------------------------------------------- 一、多肽合成概论 1.多肽化学合成概述: 1963年,[1]创立了将氨基酸的C末端固定在不溶性树脂上,然后在此树脂上依次缩合氨基酸,延长肽链、合成蛋白质的固相合成法,在固相法中,每步反应后只需简单地洗涤树脂,便可达到纯化目的.克服了经典液相合成法中的每一步产物都需纯化的困难,为自动化合成肽奠定了基础.为此,Merrifield获得1984年诺贝尔化学奖. 今天,固相法得到了很大发展.除了Merrifield所建立的Boc法(Boc:叔丁氧羰基)之外,又发展了Fmoc 固相法(Fmoc:9-芴甲氧羰基).以这两种方法为基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善. Merrifield所建立的Boc合成法[2]是采用TFA(三氟乙酸)可脱除的Boc为α-氨基保护基,侧链保护采用苄醇类.合成时将一个Boc-氨基酸衍生物共价交联到树脂上,用TFA脱除Boc,用三乙胺中和游离的氨基末端,然后通过Dcc活化、耦联下一个氨基酸,最终脱保护多采用HF法或TFMSA(三氟甲磺酸)法.用Boc法已成功地合成了许多生物大分子,如活性酶、生长因子、人工蛋白等. 多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。它是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成。到现在,人们已发现和分离出一百多种存在于人体的肽,对于多肽的研究和利用,出现了一个空前的繁荣景象。多肽的全合成不仅具有很重要的理论意义,而且具有重要

生物多肽工艺流程

生物多肽工艺流程 一、固相肽合成 (1) 投料:树脂加入固相合成仪,加入DCM溶胀,抽干后加入DMF洗涤,洗涤结束抽干备用。 (2) 缩合:将氨基酸用一定体积的DMF容解,加入缩合剂活化后投入固相合成仪,补充DMF至反应浓度,搅拌反应。 (3) 脱除保护基:以Kaiser 试剂检测反应程度,反应结束后抽干溶剂, DMF洗涤,加入PIP/DMF溶液脱除保护基,以Kaiser试剂检测反应程度,反应完毕抽干溶剂,DMF洗涤,准备加入下一个氨基酸。 (4) 缩合循环:按照树脂序列依次连接氨基酸,按照“脱保护——洗涤——活化氨基酸——投料缩合——洗涤”步骤进行缩合循环操作,按照氨基酸序列完成剩余n 个氨基酸的缩合。 (5) 出料:合成结束之后用IPA和DCM交叉洗涤树脂,完成树脂收缩收缩,出料至不锈钢托盘。 (6) 树脂干燥:树脂在真空干燥箱中室温干燥,干燥完毕称重,计算收率。 (7) 有机废液回收,集中处理。 (8) 清场:操作结束后操作人员及时清场。 二、树脂裂解 (1) 配液:按照裂解液成分比例配置裂解液,并提前置冰柜中冷藏保存。 (2) 投料:肽树脂加入反应釜中,加入预冷的裂解液,搅拌反应。 (3) 出料:裂解结束后放出反应液,抽滤除去树脂并以TFA洗涤。 (4) 浓缩:裂解液转入旋转蒸发仪室温浓缩至小体积。 (5) 析出:浓缩后的反应液倾入预冷的甲基叔丁基醚(简称醚) 中,搅拌使

析出大量固体 (6) 离心:浊液离心,并用预冷的醚洗涤。 (7) 粗肽干燥:涤完成的粗肽转至真空干燥箱中室温干燥。 (8) 有机废液回收,集中处理。 (9) 清场:操作结束后操作人员及时清场。 三、多肽HPLC屯化 (1) 溶解:操作人员将粗肽溶解,调节PH至工艺规定范围。 (2) 过滤:滤去粗肽溶液中不溶物,过滤ACN和纯化水。 (3) 配制纯化液:根据工艺内容配制A相(乙腈)和B相(水)。 (4) 纯化:在制备型液相上进行纯化,分别接收流份。 (5) 检验及返工:对制备流份进行检查,合并合格流份,其他部分根据需要再次纯化。 (6) 废弃流动相按有机废液回收,集中处理。 四、浓缩过滤冻干 (1) 浓缩:合并滤液旋蒸除去有机溶剂,有机废液回 收,集中处理。 (2) 过滤:浓缩后水相无菌过滤。 (3) 冻干:滤液置冻干机中,设定升温程序冻干。 (4) 出箱:出料、加内包。 五、质量检查、入库 工艺流程图如下所示

合成多肽药物有关物质研究的几点考虑

发布日期20071127 栏目化药药物评价>>非临床安全性和有效性评价 标题合成多肽药物有关物质研究的几点考虑 作者审评五部 部门 正文内容 审评五部 有关物质研究是合成多肽药物药学研究的一项重要内容,由于合成多肽本身结构、合成工艺以及稳定性方面的特殊性,这类药物的 有关物质研究较为复杂、存在一定的难度。国家食品药品监督管理 局颁布的《合成多肽药物药学研究技术指导原则》已经就该类产品 的有关物质研究提出了原则性的要求,本文主要是根据审评中遇到 的一些共性问题就合成多肽药物有关物质研究需重点关注的几个 问题做进一步的说明。 (一)合成多肽药物有关物质的特点和研究的难点。 合成多肽的有关物质主要为源于合成过程带来的工艺杂质和由于多肽不稳定而产生的降解产物、聚合物等。 工艺杂质尽管目前合成多肽的纯化工艺已经有了很大进步,但工

艺杂质仍是合成多肽有关物质的重要来源,这主要是由于合成多肽的一些工艺杂质(如缺失肽、断裂肽、氧化肽、二硫键交换的产物等)与药物本身的性质可能非常近似,从而给纯化造成了一定的难度。而且,不同的多肽合成方法也在很大程度上决定了终产品中杂质的性质,例如液相合成和固相合成所引入的工艺杂质就会明显不同,固相合成中Boc合成法与Fmoc合成法所产生的杂质也会有所差异,甚至不同的保护/脱保护策略都会带来不同的工艺杂质。因此,在进行合成多肽的有关物质研究时,研究者必须结合自身的工艺特点对可能由此引入的杂质有充分认识,从而才能够建立有针对性的有关物质研究方法。同时,这也意味着,对于仿制产品而言不能盲目照搬国家标准、已上市产品的有关物质检查方法,必须充分考虑到产品本身的工艺特点。 降解产物及聚合物多肽的化学稳定性和物理稳定性一般较差,因此降解产物、聚合物等是合成多肽有关物质研究的主要对象之一。影响合成多肽稳定性的因素包括脱酰胺、氧化、水解、二硫键错配、消旋、β-消除、聚集等,研究显示合成多肽中最常见的降解产物是脱酰胺产物、氧化产物、水解产物。在组成多肽的各种氨基酸中,天冬酰胺、谷胺酰胺易于发生脱酰胺反应(尤其是在pH值升高和高温条件下);甲硫氨酸、半胱氨酸、组氨酸、色氨酸、酪氨酸最易氧化,对光照也较为敏感;天冬氨酸参与形成的肽链较易断裂,尤其是Asp-Pro和Asp-Gly肽键。由于一个多肽分子中通常

冷冻干燥工艺处理步骤及其应用

冻干燥工艺流程及其应

目录冷冻干燥工艺的原理及特点…………………真空冷冻干燥机组成…………………………冷冻干燥工艺……………………………………食品冷冻干燥技术的运用……………………冻干食品的特点…………………………………我国食品冻干技术面临的问题………………冷冻干燥工艺的应用前景……………………结论…………………………………………………参考文献……………………………………………

冷冻干燥工艺流程及其应用 1冷冻干燥工艺的原理及特点 1.1冷冻干燥工艺原理 冷冻干燥就是把含有大量水分的物质,预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来,而物质本身留在冻结的冰架子中,从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构,保持

物料原有的形态,且制品复水性极好。然后在适当的温度和真空度下进行冰晶升华干燥,等升华结束后再进行解吸干燥,除去部分结合水,从而获得干燥的产品的技术。冷冻干燥过程可分为制品准备、预冻、一次干燥(升华干燥)、二次干燥(解吸干燥)、和密封保存五个步骤。利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质,通常是含有微生物组织的水溶液,或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下,这时包含冰的升华,直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化,从而确保了制品物性在保存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。 图1:水的平衡相图 1.2冷冻干燥工艺存在的优缺点

1.2.1冷冻干燥工艺的优点 (1)冷冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏,因为固体成分被在其位置上的坚冰支持着,在冰升华时会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性; (2)蛋白多肽类药物在高温下容易变性,造成干燥后生物活性的降低;冷冻干燥的过程是在低温状态下进行的,工艺过程对组分的破坏程度小,热畸变极其微弱,对不耐热药物特别是蛋白质多肽类药品非常适合[1]; (3)冷冻干燥的药剂为液体,定量分装比粉剂或片剂精度高;用无菌水溶液调配且通过除菌过滤、灌装,杂质微粒小、无污染。制品为多孔结构,质地疏松,较脆,复水性能好,重复再溶解迅速完全,便于临床使用; (4)冻结物干燥前后形状及体积不变化;干燥后真空密封或充氮密封,消除了氧化组分的氧化作用。 1.2.2冷冻干燥工艺的缺点 (1)设备造价高,干燥速率低,能耗高。 (2)工艺时间长(典型的干燥过程周期需要20小时左右)。 (3)生产成本高,能耗大。 (4)生物活性物质采用冻干制剂主要是为了保持活性,但配料选择不合理,工艺操作不合理,冻干设备选择不适当都可能在冻干制剂制备过程中失活,导致产品前功尽弃,这是生产冻干制剂的关键,需进行基础研究和针对特定产品反复试验。

关于多肽合成

关于多肽合成 1.多肽化学合成概述: 1963年,R.B.Merrifield[1]创立了将氨基酸的C末端固定在不溶性树脂上,然后在此树脂上依次缩合氨基酸,延长肽链、合成蛋白质的固相合成法,在固相法中,每步反应后只需简单地洗涤树脂,便可达到纯化目的.克服了经典液相合成法中的每一步产物都需纯化的困难,为自动化合成肽奠定了基础.为此,Merrifield获得1984年诺贝尔化学奖. 今天,固相法得到了很大发展.除了Merrifield所建立的Boc法(Boc:叔丁氧羰基)之外,又发展了Fmoc 固相法(Fmoc:9-芴甲氧羰基).以这两种方法为基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善. Merrifield所建立的Boc合成法[2]是采用TFA(三氟乙酸)可脱除的Boc为α-氨基保护基,侧链保护采用苄醇类.合成时将一个Boc-氨基酸衍生物共价交联到树脂上,用TFA脱除Boc,用三乙胺中和游离的氨基末端,然后通过Dcc活化、耦联下一个氨基酸,最终脱保护多采用HF法或TFMSA(三氟甲磺酸)法.用Boc 法已成功地合成了许多生物大分子,如活性酶、生长因子、人工蛋白等. 多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。它是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成。到现在,人们已发现和分离出一百多种存在于人体的肽,对于多肽的研究和利用,出现了一个空前的繁荣景象。多肽的全合成不仅具有很重要的理论意义,而且具有重要的应用价值。通过多肽全合成可以验证一个新的多肽的结构;设计新的多肽,用于研究结构与功能的关系;为多肽生物合成反应机制提供重要信息;建立模型酶以及合成新的多肽药物等。 多肽的化学合成技术无论是液相法还是固相法都已成熟。近几十年来,固相法合成多肽更以其省时、省力、省料、便于计算机控制、便于普及推广的突出优势而成为肽合成的常规方法并扩展到核苷酸合成等其它有机物领域。本文概述了固相合成的基本原理、实验过程,对其现状进行分析并展望了今后的发展趋势。 从1963年Merrifield发展成功了固相多肽合成方法以来,经过不断的改进和完善,到今天固相法已成为多肽和蛋白质合成中的一个常用技术,表现出了经典液相合成法无法比拟的优点。其基本原理是:先将所要合成肽链的羟末端氨基酸的羟基以共价键的结构同一个不溶性的高分子树脂相连,然后以此结合在固相载体上的氨基酸作为氨基组份经过脱去氨基保护基并同过量的活化羧基组分反应,接长肽链。重复(缩合→洗涤→去保护→中和及洗涤→下一轮缩合)操作,达到所要合成的肽链长度,最后将肽链从树脂上裂解下来,经过纯化等处理,即得所要的多肽。其中α-氨基用BOC(叔丁氧羰基)保护的称为BOC固相合成法,α-氨基用FMOC(9-芴甲氧羰基)保护的称为FMOC固相合成法, 2.固相合成的基本原理 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(羧基端)向 N端(氨基端)合成。过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。现在多采用固相合成法,从而大大的减轻了每步产品提纯的难度。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。化学合成方法有两种,即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多优势,现在大多采用Fmoc 法合成,如图: 具体合成由下列几个循环组成:

网络安全基础知识汇总

网络安全基础知识汇总 一、引论 提到网络安全,一般人们将它看作是信息安全的一个分支,信息安全是更加广义的一个概念:防止对知识、事实、数据或能力非授权使用、误用、篡改或拒绝使用所采取的措施,说白了,信息安全就是保护敏感重要的信息不被非法访问获取,以及用来进一步做非法的事情。网络安全具体表现在多台计算机实现自主互联的环境下的信息安全问题,主要表现为:自主计算机安全、互联的安全(实现互联的设备、通信链路、网络软件、网络协议)以及各种网络应用和服务的安全。这里提到了一些典型的网络安全问题,可以来梳理一下: 1.IP安全:主要的攻击方式有被动攻击的网络窃听,主动攻击的IP欺骗(报文伪造、篡改)和路由攻击(中间人攻击); 2.DNS安全:这个大家应该比较熟悉,修改DNS的映射表,误导用户的访问流量; 3.DoS攻击:单一攻击源发起的拒绝服务攻击,主要是占用网络资源,强迫目标崩溃,现在更为流行的其实是DDoS,多个攻击源发起的分布式拒绝攻击; 网络安全的三个基本属性:机密性、完整性与可用性,其实还可以加上可审性。机密性又叫保密性,主要是指控制信息的流出,

即保证信息与信息不被非授权者所获取与使用,主要防范措施是密码技术;完整性是指信息的可靠性,即信息不会被伪造、篡改,主要防范措施是校验与认证技术;可用性是保证系统可以正常使用。网络安全的措施一般按照网络的TCP/IP或者OSI的模型归类到各个层次上进行,例如数据链路层负责建立点到点通信,网络层负责路由寻径,传输层负责建立端到端的通信信道。 最早的安全问题发生在计算机平台,后来逐渐进入网络层次,计算机安全中主要由主体控制客体的访问权限,网络中则包含更加复杂的安全问题。现在网络应用发展如火如荼,电子政务、电子商务、电子理财迅速发展,这些都为应对安全威胁提出了挑战。 密码学在网络安全领域中的应用主要是机密性和身份认证,对称密码体制如DES,非对称密码体制如RSA,一般的做法是RSA保护DES密钥,DES负责信息的实际传输,原因在于DES 实现快捷,RSA相比占用更多的计算资源。 二、风险分析 风险分析主要的任务时对需要保护的资产及其受到的潜在威胁进行鉴别。首要的一步是对资产进行确定,包括物理资源(工作站、服务器及各种设备等)、知识资源(数据库、财务信息等)以及时间和信誉资源。第二步需要分析潜在的攻击源,如内部的员工,外部的敌对者等;第三步要针对以上分析指定折中的安全策略,因为安全措施与系统性能往往成反比。风险被定义为漏洞威胁,漏

多肽合成方法

多肽合成中肽键形成的基本原理一个肽键的形成(生成一个二肽),从表面上看是一个简单的化学过程,它指两个氨基酸组分通过肽键(酰胺键)连接,同时脱去水。在温和反应条件下,肽键的形成是通过活化一个氨基酸(A)的羧基部分,第二个氨基酸(B)则亲核进攻活化的羧基部分而形成二肽(A-B)。如果羧基组分(A)的氨基未保护,肽键的形成则不可控制,可能开有成线性肽和环肽等副产物,与目标化合物A-B混在一起。所以,在多肽合成过程中,对不参与肽键形成的所有官能团必须以暂时可逆的方式加以保护。因此,多肽合成-即每一个肽键的形成,包括三个步聚:第一步,需要制备部分保护的氨基酸,氨基酸的两性离子结构不再存在;第二步,为形成肽键的两步反应,N-保护氨基酸的羧基必须先活化为活性中间体,随后形成肽键。这一耦合反应既可作为一步反应进行,也可作为两个连续的反应进行。第三步,对保护基进行选择性脱除或全脱除。尽管全部脱除要等到肽链全部组装完成后才能进行,但为了继??? 续肽合成,选择性脱除保护基也是必需的。由于10个氨基酸(Ser、Thr、Tyr、Asp、Glu、Lys、Arg、His、Sec和Cys)含有需要选择性保护的侧链官能团,使肽合成变得更加复杂。因为对选择性的要求不同,所以必须区分临时性和半永久性保护基。临时性保护基用于下一步要反应氨基酸的氨基或羧基官能团的暂时保护,在不干扰已经形成的肽键或氨基酸侧链的半永久性保护基才脱除,有时也在合成过程中脱除。 在理想状态下,羧基组分的活化和随后的肽键形成(耦合反应)应为快速反应,没 有消旋或副产物形成,并应用等摩尔反应物以获得高产率。但遗憾的是,还没有一 种能满足这些要求的化学耦合方法相比,适用于实际合成的方法很少。 在肽合成过程中,参与多种反应的官能团常常与一个手性中心相连(甘氨酸是唯一 的例外),存在发生的消旋的潜在危险。 多肽合成循环的最后一步,保护基要全部脱除。除了在二肽的合成中需要全脱保护 以外,选择性脱除保护基对于肽链延长具有非常重要的意义。合成策略要深思熟虑 地规划,依战略选择,可以选择性脱除 N α -氨基保护基或羧基保护基。“战略” 一词这里是指单个氨基酸的缩合反应顺序。一般来说,在逐步合成和片段缩合之间 是有区别的。在溶液中进行肽合成(也指“常规合成”),对困难序列,多数情况 下,用肽链逐步延长法只能合成较短的片段。要合成更长的肽时,目标分子必须分 割成合适的片段,并确定在片段缩合过程中,它们能使能 C 端差向异构化程度最 小。在单个片段逐步组装完成后,再连接产生目标化合物。肽合成战术包括选择最 恰当的保护基组合和最佳的片段偶联方法。 最初的固相多肽合成( SPPS )只是肽和蛋白质逐步合成法的一种变化,其概念是将 增长的肽链连接到一个不溶性的聚合物载体上,由 Robert Bruce Merrifield

安全生产基本知识汇编

安全生产基本知识汇编 一基本知识 1)“四不放过”是:原因没有查清不放过;责任者没有严肃处理不放过;广大职工没有受到教育不放过;防范措施没有落实不放过。 2)“三个四不放过”是:即对事故、未遂事故、违规违制都要执行四不放过。 3)“三个百分之百”是:规章制度必须百分之百地贯彻执行;违规违制百分之百地登记上报;对违规违制者要百分之百地扣奖。 4)“一制三规”是:经济责任制,技术操作规程,设备使用维护规程,安全操作规程。 5)安全生产“五道防线”指的是:思想防线、自我防线、群众防线、组织防线、制度措施防线。 6)“安全六有”指的是:轮有罩、轴有套、平台梯子有栏杆、坑孔沟池有防护、危险场所有标志、厂房内有人行道。 7)安全工作要做到“四化”:即经常化、制度化、具体化、科学化。 8)安全工作要做到“四勤”:即勤查、勤干、勤想、勤说。 9)“互保”指的是:互相提醒、互相照顾、互相监护、互相保证。 10)安全工作的“两点一防”指的是:抓好重点危险事项控制点,抓好安全生产薄弱点,防患于未然。 11)夏季五防指的是:防暑、防汛、防触电、防雷击、防洪。 12)冬季五防指的是:防寒、防冻、防滑、防火、防煤气中毒。 13)以“三铁”反“三违”,“三铁”即:铁心肠、铁面孔、铁手段;“三违”即:违章作业、违章指挥、违反劳动纪律. 14)安全标志有四种:红色——禁止标志,黄色——警告标志,兰色——指令标志,绿色——提示标志。 15)“三定四不推”是:对隐患整改,一定整改措施,二定负责人,三定完成日期。班

组能整改的不推给工段,工段能整改的不推给车间,车间能整改的不推给厂部,厂部能整改的不推给公司。 16两人以上共同工作时,必须有主有从,统一指挥。 17)所有的坑、渠、池、井都应有围栏或者盖板,工作平台、梯子应有栏杆、扶手,栏杆高度不低于1.2m。 18)深夜班、加班、在封闭厂房及危险区工作时,必须安排两人以上一起工作。 19)安全“四从”指的是:从领导做起,从各专业系统做起,从健全落实一制三规严格考核做起,从每个职工做起。 20特殊防护用品要有专人管理,定期检查、维修,确保性能良好。使用前要经专业指导和训练。 21)工作过程中必须穿戴好劳保用品,严禁穿拖鞋、赤脚、赤膊、敞衣、戴头巾、围巾工作。 22)遇有危及生命安全的情况,职工有权停止操作并及时报告领导处理。 23)预防事故的“十四个前后”指的是:1、上下班前后;2、紧倒班前后;3、班中吃饭前后;4、开支发奖前后;5、情绪波动前后;6、节假日前后;7、工作变动前后;8、老工人退休前后;9、新工人入岗前后;10、评奖、升级前后;11、新工艺、新设备投产前后; 12、探亲回家前后;13、婚丧、事假前后;14、受表彰与受处分前后。 24)必须重新进行安全教育的人员有:对调换工种,采用新工艺、新技术、新材料、新设备,负伤痊愈复工及间断本工种工作连续6个月以上的人员,必须重新进行安全教育。 25)安全检查的主要内容有:查思想、查管理、查制度、查现场、查隐患。 26)四级安全教育包括:公司级(三天)、厂级(一天)、工段级(一天)、班组级(一天)。 27)安规中对工作前、工作中人的状态和行为规定:工作前必须使自己得到充分休息,以保证工作中精力充沛;工作时应集中精力,坚守岗位,不准擅自把自己的工作交给他人;不准打闹、睡觉和做与工作无关的事。 28)严禁在机器传动部位运行时进行清扫、注油和清理;不准隔着转动机械传递或拿取工具物品;禁止跨越皮带。 29)职工对本岗位安全操作规程应做到“三会”:会背、会讲、会用。

多肽合成思考-练习题.doc

2.多肽的类别及其分类原则, 大小 9肽以下 寡肽 15肽以下 小肽 结构 同聚肽: 15-50肽 多于50肽 线性肽,环肽 中肽 大肽 来源 抗菌肽,激素肽,毒肽 液相合成法 固相合成法 多肽合成思考/练习题 1. 目前多肽的常见定义?多肽的结构单元? a —氨基酸以肽链连接在一起而形成的化合物,其分子量不超过10, 000 ,并且不存在三级以上结构。 结 构单元是氨基酸 多肽同相合成法、液相合成法的对应英文? Fmoc Chemistry 固相合成单循环包括 几个步骤?对应名称? 柴聚肽:色素肽,糖肽,脂肽,缩酯肽 Liquid phase peptide synthesis, LPPS Solid phase peptide synthesis,SPPS Fmoc Chemistry 固相合成单?循环:缩合,洗涤,去保护,中和及洗涤,下一轮 缩合 5.多肽合成中常见副产物有哪些?多肽偶联反应的最高追求?多肽裂解中常常加入俘获剂(Scavengers)0 Scavengers 的主要作用是啥?常见俘获剂有哪些?各|'|特点? 副产物:形成天冬酰亚胺,或发生差向异构化作用 8. 多股合成中如何检查偶联反应的完成程度、树脂替代度和Fmoc 脱除程度? 9. 解决困难肽序合成的常见方法?各自特点? 10. 请比较经Boc-、Fmoc-. Z-三种保护基保护的氛基酸的特点。 11. 多肽固相合成中产生二酮哌嗪(diketopiperazine, DKP)是一常见副反应。请给出产生二酮哌嗪的主要原因以 及减 少DKP 形成的常见方法。 减少DKP 形成的常见方法:使用与叔丁基等效的大基团来以位阻阻止DKP 的形成。 12. 请给出多肽消旋的主要原因以及目前公认的2种机理P157。 多股合成过程中,部分氨基酸在活化的过程中会导致不同程度的消旋,特别容易消旋的氛基酸有:Cys, His, Phe,当然这些消旋化还和溶剂,温度以及合成中的有机碱等因素有关。对于这些敏基酸,可以通过采用高效 缩合试剂,减少反应时间,可以减少消旋的比例

多肽合成

多肽合成技术 多肽化学已经走过了一百多年的光辉历程,1902年,Emil Fischer首先开始关注多肽合成,由于当时在多肽合成方面的知识太少,进展也相当缓慢,当时合成采用了苯甲酰,乙酰保护,脱去相当困难,而且容易导致肽链断裂。直到1932年,Max Bergmann等人开始使用苄氧羰基(Z)来保护α-氨基,该保护基可以在催化氢化或氢溴酸的条件下定量脱除,多肽合成才开始有了一定的发展。到了20世纪50年代,随着越来越多的生物活性多肽的发现,大大推动了有机化学家们对多肽合成方法以及保护基的研究,因此这一阶段的研究成果也非常丰富,人们合成了大量的生物活性多肽,包括催产素(oxytocin),胰岛素等,同时在多肽合成方法以及氨基酸保护基上面也取得了不少成绩,这为后来的固相合成方法的出现也提供了实验和理论基础。也就是这个阶段,Fred Sanger发明了氨基酸序列测定方法,并为此获得了1958年的Nobel 化学奖。还是他后来发明了DNA序列检测方法,并于1980年再次获得了Nobel化学奖,成为到目前为止唯一获得两次Nobel化学奖的科学家。1963年,Merrifield提出了固相多肽合成方法(SPPS),这个在多肽化学上具有里程碑意义的合成方法,一出来,就由于其合成方便,迅速,现在已经成为多肽合成的首选方法,随后的发展也证明了该方法不仅仅是一种合成方法,而且也带来了有机合成上的一次革命,并成为了一支独立的学科,固相有机合成(SPOS)。当然,Merrifield也因此荣获了1984年的Nobel化学奖。也正是Merrifield,他经过了反复的筛选,最终屏弃了苄氧羰基(Z)在固相上的使用,首先将叔丁氧羰基(BOC)用于保护α-氨基并在固相多肽合成上使用,其可以在酸性条件下定量的脱除,反应也非常迅速,在30min就可以反应完全。由于叔丁氧羰基(BOC)方法中,氨基酸侧链的保护基团大多基于苄基(Bzl),因此也称为BOC-Bzl策略。同时,Merrifield在20世纪60年代末发明了第一台全自动多肽合成仪,并首次合成生物蛋白酶,核糖核酸酶(124个氨基酸)。随后的多肽化学研究主要集中在固相合成树脂,多肽缩合试剂,氨基酸保护基的研究。1972,Lou Carpino 首先将9-芴甲氧羰基(FMOC)用于保护α-氨基,其在碱性条件下可以迅速脱除,10min就可以反应完全,而且由于其反应条件温和,迅速得到广泛使用,到了20世纪80年代取代了叔丁氧羰基(BOC),成为了固相多肽合成中的首选合成方法。该方法中氨基酸的侧链大多基于叔丁基(But),因此,也称为FMOC-But策略。同时,在多肽合成树脂,缩合试剂以及氨基酸保护,包括合成环肽的氨基酸正交保护上也取得了丰硕的成果。 进入21世纪,随着蛋白质组学的研究深入,对于多肽化学的要求不仅仅是合成方法,而更多的集中在多肽标记与修饰方法,以及蛋白结构与功能模拟多肽的合成以及长肽或蛋白合成。 多肽化学合成的基本介绍 多肽化学合成方法,包括液相和固相两种方法。液相合成方法现在主要采用BOC和Z两种保护方法,现在主要应用在短肽合成,如阿斯巴甜,力肽,催产素等,其相对与固相合成,具有保护基选择多,成本低廉,合成规模容易放大的许多优点。与固相合成比较,液相合成主要缺点是,合成范围小,一般都集中在10个氨基酸以内的多肽合成,还有合成中需要对中间体进行提纯,时间长,工作量大。固相合成方法现在主要采用FMOC和BOC两种方法,它具有合成方便,迅速,容易实现自动化,而且可以比较容易的合成到30个氨基酸左右多肽。 1.1.氨基酸保护基 20种常见氨基酸,根据侧链可以分为几类:脂肪族氨基酸(Ala,Gly,Val,Leu,Ile,),芳香族氨基酸(Phe,Tyr,Trp,His),酰胺或羧基侧链氨基酸(Asp,Glu,Asn,Gln),碱性侧链氨基酸(Lys,Arg),含硫氨基酸(Cys,Met),含醇氨基酸(Ser,Thr),亚氨型基酸(Pro)。多肽化学合成中氨基酸的保护非常关键,直接决定了合成能够成功的关键。因为常见的20中氨基酸中有很多都是带有活性侧链的,需要进行保护,一般要求,这些保护基在合成过程中稳定,无副反应,合成结束后可以完全定量的脱除。合成中需要进行保护的氨基酸包括:Cys,Asp,Glu,His,Lys,Asn,Gln,Arg,Ser,Thr,Trp,Tyr。需要进行保护的基团:羟基,羧基,巯基,氨基,酰胺基,胍基,吲哚,咪唑等。其中Trp也可以不保护,因

膜分离制备多肽

膜分离法制备多肽的研究 一、膜分离技术简介 1、膜分离技术 膜是具有选择性分离功能的材料,利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜,其过滤精度较低,选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别,下面简单介绍四种不同的膜分离过程: (1)微滤(MF) 又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在0.1~1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 (2)超滤(UF) 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05um至1nm分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言,膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留 分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、

相关文档
最新文档