多肽合成入门PPT课件
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多肽合成入门PPT讲稿
N
Y
O
O
R1
R2
+ H2N
N O
N O
Rn N
Rn+1
N
OQ
O
O
R1
R2
XNH
N
N
O
O
R2n+1
R2n+2
N
N
OQ
O
O
• 多肽简介 • 多肽合成原理 • 氨基保护 • 羧基保护 • 侧链功能团的保护 • 肽键生成的方法
氨基保护
• 氨基保护常用的保护基分为烷氧羰基、酰
基，和烷基三大类。因为N烷氧羰基的保护 的氨基酸在接肽时不易发生消旋化，故烷 氧羰基使用最多
氨基保护
• 多肽简介 • 多肽合成原理 • 氨基保护 • 羧基保护 • 侧链功能团的保护 • 肽键生成的方法
羧基保护
• 目前使用的羧基保护大致可以分为三种 • 一种可以用碱皂化脱去，如甲酯、乙酯 • 另一种可以用酸脱酸或碱脱去外，还可以用其
Gln
Q
R基团带负
天冬氨酸
电荷的氨 基酸
(pH=7.0
(aspartic acid) O 谷氨酸(glutamic O
O
时)
acid)
O
N O
H 2
C
O O
N
O
O
O
C H2
Asp Glu
D E
N
R基团带正 赖氨酸(lysine) N
N C
O
H2
Lys
K
电荷的氨 基酸
(pH=7.0
精氨酸
N
(arginine)
N
O O N
CH3 CH
CH 3
多肽的固相合成 ppt课件
•14
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。
ba•c1k5
第三代多肽合成仪
•第三代多肽合成仪是以 Applied Biosystems公 司的ABI 433 peptide synthesizer 与C S Bio公司的CS336为代表 的无死角多肽合成仪为 代表的，诞生在上世纪 九十年代。
ba•c1k3
第二代多肽合成仪
• 第二代多肽合成仪是以Protein Technologies 公司推出的PS3 Peptide Synthesizer以及 Advanced ChemTech公司推出的ACT peptide synthesizer Model 90为代表的，诞生在上世 纪八十年代。
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• 氨基保护 • 羧基保护
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• 缩合 • 羧基脱除保护
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• 缩合向C端延长 • 氨基脱除保护
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.
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。 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 2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3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。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。
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
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。
ba•c1k5
第三代多肽合成仪
•第三代多肽合成仪是以 Applied Biosystems公 司的ABI 433 peptide synthesizer 与C S Bio公司的CS336为代表 的无死角多肽合成仪为 代表的，诞生在上世纪 九十年代。
ba•c1k3
第二代多肽合成仪
• 第二代多肽合成仪是以Protein Technologies 公司推出的PS3 Peptide Synthesizer以及 Advanced ChemTech公司推出的ACT peptide synthesizer Model 90为代表的，诞生在上世 纪八十年代。
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• 氨基保护 • 羧基保护
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• 缩合 • 羧基脱除保护
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• 缩合向C端延长 • 氨基脱除保护
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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。 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 2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3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。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。
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
多肽的化学合成知识讲解
应用价值小。
（2）混合酸酐法
• 氨基酸的羧基可以转化成酸酐； • 酸酐有两个亲电中心，在形成肽键时能够产生几乎等量的
副产物，应用不对称酸酐可以克服此缺点； • 氨基被保护的氨基酸在低温且有叔胺的存在下与氯甲酸乙
酯生产成混合酸酐能与另一个氨基酸脂缩合成肽 • 在无水溶剂中可以减小消旋，保持很低的水平。
3、侧链的保护
功能性基团
—— 胍基Guanidine N 酰胺amide 羧基carboxyl 疏基sulfhydryl 酰胺amide 羧基carboxyl
—— 咪唑imidazole
——
—— 氨基amino —— 氨基amino
——
—— 羟基hydroxyl 羟基hydroxyl 吲哚indole 苯基phenol 羟基hydroxyl
上保护基
NH2
O R O CH 3
CF3COOH
CH3CHCOOH(C H3)3CON CH - -CH NH - CH HC去O保O 护基
接肽（过程略）
RO CH 3 (C H3)3C++CO 2 + +NH 3CHCNH-CHCO
（３）用苄氧酰基（或称苯甲氧基甲酰氯）保护
C6H5CH2OH+COCl2（光气)
肽，并且必须尽量减少被载体束缚的肽链之间的相互作用。
固相法合成多肽的高分子载体
主要有三类： 聚苯乙烯-苯二乙烯交联树脂 聚丙烯酰胺 聚乙烯-乙二醇类树脂及衍生物
聚苯乙烯树脂
CH CH2 CH CH2 CH CH2
CH CH2 CH CH2 CH CH2
CH CH2
COOH NH2
CH2Cl
固相法合成多肽的高分子载体作用
（2）混合酸酐法
• 氨基酸的羧基可以转化成酸酐； • 酸酐有两个亲电中心，在形成肽键时能够产生几乎等量的
副产物，应用不对称酸酐可以克服此缺点； • 氨基被保护的氨基酸在低温且有叔胺的存在下与氯甲酸乙
酯生产成混合酸酐能与另一个氨基酸脂缩合成肽 • 在无水溶剂中可以减小消旋，保持很低的水平。
3、侧链的保护
功能性基团
—— 胍基Guanidine N 酰胺amide 羧基carboxyl 疏基sulfhydryl 酰胺amide 羧基carboxyl
—— 咪唑imidazole
——
—— 氨基amino —— 氨基amino
——
—— 羟基hydroxyl 羟基hydroxyl 吲哚indole 苯基phenol 羟基hydroxyl
上保护基
NH2
O R O CH 3
CF3COOH
CH3CHCOOH(C H3)3CON CH - -CH NH - CH HC去O保O 护基
接肽（过程略）
RO CH 3 (C H3)3C++CO 2 + +NH 3CHCNH-CHCO
（３）用苄氧酰基（或称苯甲氧基甲酰氯）保护
C6H5CH2OH+COCl2（光气)
肽，并且必须尽量减少被载体束缚的肽链之间的相互作用。
固相法合成多肽的高分子载体
主要有三类： 聚苯乙烯-苯二乙烯交联树脂 聚丙烯酰胺 聚乙烯-乙二醇类树脂及衍生物
聚苯乙烯树脂
CH CH2 CH CH2 CH CH2
CH CH2 CH CH2 CH CH2
CH CH2
COOH NH2
CH2Cl
固相法合成多肽的高分子载体作用
多肽知识课件PPT
固相中的接肽反应原理与液相中的基本一致，将两个相应的 氨基被保护的及羧基被保护的氨基酸放在溶液内并不形成肽键， 要形成酰胺键，经常用的手段是将羧基活化，变成混合酸酐、活 泼酯、酰氯或用强的失去剂（如碳二亚氨）形成对称酸酐等方法 来形成酰胺键。其中选用DCC、HOBT或HOBT/DCC的对称酸酐 法、活化酯法接肽应用最广。
2021/3/10
2
树脂的选择及氨基酸的固定
将固相合成与其他技术分开来的最主要的特征是固相载体， 能用于多肽合成的固相载体必须满足如下要求：必须包含反应 位点（或反应基团），以使肽链连在这些位点上，并在以后除 去；必须对合成过程中的物理和化学条件稳定；载体必须允许 在不断增长的肽链和试剂之间快速的、不受阻碍的接触；另外， 载体必须允许提供足够的连接点，以使每单位体积的载体给出 有用产量的肽，并且必须尽量减少被载体束缚的肽链之间的相 互作用。
2021/3/10
6
裂解及合成肽链的纯化 BOC法用TFA+HF裂解和脱侧 链保护基，FMOC法直接用TFA，有时根据条件不同，其 它碱、光解、氟离子和氢解等脱保护方法也被采用。合成 肽链进一步的精制、分离与纯化通常采用高效液相色谱、 亲和层析、毛细管电泳等。
2021/3/10
7
侧链的保护
Asp和Glu Asp和Glu侧链羧基常用t-Bu保护.可用TFA、TMSBr等脱除.
2021/3/10
4
氨基、羧基、侧链的保护及脱除
要成功合成具有特定的氨基酸顺序的多肽，需要对暂不参与 形成酰胺键的氨基和羧基加以保护，同时对氨基酸侧链上的活性 基因也要保护，反应完成后再将保护基因除去。同液相合成一样， 固相合成中多采用烷氧羰基类型作为α氨基的保护基，因为这样 不易发生消旋。最早是用苄氧羰基，由于它需要较强的酸解条件 才能脱除，所以后来改为叔丁氧羰基（BOC）保护，用TFA（三 氟乙酸）脱保护，但不适用含有色氨酸等对酸不稳定的肽类的合 成。changMeienlofer和Atherton等人采用Carpino报道的Fmoc(9芴甲氧羰基)作为α氨基保护基，Fmoc基对酸很稳定，但能用哌啶 -CH2CL2或哌啶-DMF脱去，近年来，Fmoc合成法得到了广泛的 应用。羧基通常用形成酯基的方法进行保护。甲酯和乙酯是逐步 合成中保护羧基的常用方法，可通过皂化除去或转变为肼以便用 于片断组合；叔丁酯在酸性条件下除去；苄酯常用催化氢化除去。
2021/3/10
2
树脂的选择及氨基酸的固定
将固相合成与其他技术分开来的最主要的特征是固相载体， 能用于多肽合成的固相载体必须满足如下要求：必须包含反应 位点（或反应基团），以使肽链连在这些位点上，并在以后除 去；必须对合成过程中的物理和化学条件稳定；载体必须允许 在不断增长的肽链和试剂之间快速的、不受阻碍的接触；另外， 载体必须允许提供足够的连接点，以使每单位体积的载体给出 有用产量的肽，并且必须尽量减少被载体束缚的肽链之间的相 互作用。
2021/3/10
6
裂解及合成肽链的纯化 BOC法用TFA+HF裂解和脱侧 链保护基，FMOC法直接用TFA，有时根据条件不同，其 它碱、光解、氟离子和氢解等脱保护方法也被采用。合成 肽链进一步的精制、分离与纯化通常采用高效液相色谱、 亲和层析、毛细管电泳等。
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7
侧链的保护
Asp和Glu Asp和Glu侧链羧基常用t-Bu保护.可用TFA、TMSBr等脱除.
2021/3/10
4
氨基、羧基、侧链的保护及脱除
要成功合成具有特定的氨基酸顺序的多肽，需要对暂不参与 形成酰胺键的氨基和羧基加以保护，同时对氨基酸侧链上的活性 基因也要保护，反应完成后再将保护基因除去。同液相合成一样， 固相合成中多采用烷氧羰基类型作为α氨基的保护基，因为这样 不易发生消旋。最早是用苄氧羰基，由于它需要较强的酸解条件 才能脱除，所以后来改为叔丁氧羰基（BOC）保护，用TFA（三 氟乙酸）脱保护，但不适用含有色氨酸等对酸不稳定的肽类的合 成。changMeienlofer和Atherton等人采用Carpino报道的Fmoc(9芴甲氧羰基)作为α氨基保护基，Fmoc基对酸很稳定，但能用哌啶 -CH2CL2或哌啶-DMF脱去，近年来，Fmoc合成法得到了广泛的 应用。羧基通常用形成酯基的方法进行保护。甲酯和乙酯是逐步 合成中保护羧基的常用方法，可通过皂化除去或转变为肼以便用 于片断组合；叔丁酯在酸性条件下除去；苄酯常用催化氢化除去。
第15章 氨基酸、多肽和蛋白质 ppt课件
ppt课件 4
COOH H C R NH 2 NH2
COOH C R H
天然氨基酸（出甘氨酸外）其他所有 α- 碳原子都是手性的，都有旋光性，而 且发现主要是 L 型的（也有 D 型的，但很 少）。
ppt课件 5
存在形式：氨基酸都以偶极离子的形式存在。
CH3-CH-COO NH3
+
丙氨酸
HO2C(CH 2)2-CH-COO NH3
C
O
NK C O
(1) H3O (2) CO 2
COOC 2H5 N CH C COOC 2H5 O C
C C O N CH COOH O CH 2Ph
O
NH 2NH 2
C C
O NH NH O
+
NH 2
CH COOH CH 2Ph
合成法合成的氨基酸是外消旋体，拆分后才 能得到D-合L-氨基酸。
ppt课件 19
ppt课件 12
2、氨基酸氨基的反应 （1）氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基 能酰基化成酰胺。
R R' COCl + NH 2 CH COOH R R' C NH CH COOH + HCl O
乙酰氯、醋酸酐、苯甲酰氯邻苯二甲酸 酐等都可用作酰化剂。在蛋白质的合成过程 中为了保护氨基则用苄氧甲酰氯作为酰化剂。
R CH COOH NH2 OH R CH COO NH 2 H H OH
R CH COO NH 3
R CH COOH NH 3
11
溶液pH>等电点
等电点(pI)
ppt课件
溶液pH<等电点
注：1°等电点为电中性而不是中性（即 pH=7），在溶液中加入电极时其电荷迁 移为零。 中性氨基酸 pI = 4.8~6.3 酸性氨基酸 pI = 2.7~3.2 碱性氨基酸 pI = 7.6~10.8 2°等电点时，偶极离子在水中的溶解 度最小，易结晶析出。
COOH H C R NH 2 NH2
COOH C R H
天然氨基酸（出甘氨酸外）其他所有 α- 碳原子都是手性的，都有旋光性，而 且发现主要是 L 型的（也有 D 型的，但很 少）。
ppt课件 5
存在形式：氨基酸都以偶极离子的形式存在。
CH3-CH-COO NH3
+
丙氨酸
HO2C(CH 2)2-CH-COO NH3
C
O
NK C O
(1) H3O (2) CO 2
COOC 2H5 N CH C COOC 2H5 O C
C C O N CH COOH O CH 2Ph
O
NH 2NH 2
C C
O NH NH O
+
NH 2
CH COOH CH 2Ph
合成法合成的氨基酸是外消旋体，拆分后才 能得到D-合L-氨基酸。
ppt课件 19
ppt课件 12
2、氨基酸氨基的反应 （1）氨基的酰基化 氨基酸分子中的氨基 能酰基化成酰胺。
R R' COCl + NH 2 CH COOH R R' C NH CH COOH + HCl O
乙酰氯、醋酸酐、苯甲酰氯邻苯二甲酸 酐等都可用作酰化剂。在蛋白质的合成过程 中为了保护氨基则用苄氧甲酰氯作为酰化剂。
R CH COOH NH2 OH R CH COO NH 2 H H OH
R CH COO NH 3
R CH COOH NH 3
11
溶液pH>等电点
等电点(pI)
ppt课件
溶液pH<等电点
注：1°等电点为电中性而不是中性（即 pH=7），在溶液中加入电极时其电荷迁 移为零。 中性氨基酸 pI = 4.8~6.3 酸性氨基酸 pI = 2.7~3.2 碱性氨基酸 pI = 7.6~10.8 2°等电点时，偶极离子在水中的溶解 度最小，易结晶析出。
多肽PPT
•
由不同的氨基酸的种类排列,加上数量排列形成, 再加上还可能有的二级、三级结构,其种类是十分 庞大的。每一种多肽都具有独特的组成结构,不同 多肽的组成结构决定了其功能。多肽在生物体内 的含量是很微量的,但却具有显著的生理活性。据 研究,有些多肽在10-7mol/l的浓度时仍具有生理活 性,就是说1ml的多肽用60t水稀释后,仍然具有生理 功能。 • 生物体会依据生理状态来合成和降解多肽,因此, 具有调节功能的多肽的半衰期均很短。
功能食品
•
具有一定功能肽类食品,目前是国际上保健品行业研究、开发的热门 日本美国、欧洲已捷足先登,推出具有各种各样功能的食品和食品添 加剂,形成了一个具有极大商业前景的产业。大量研究证实,活性肽具 有促进免疫、激素、酶抑制剂、抗菌、抗病毒、抗血脂等作用。人们 发现一些调节人体生理机能的肽缺乏,会导致人体机能的转变。因此, 在以营养学为基础的食物结构调整以满足人体必需的氨基酸需要的同 时,适当补充某些活性肽对促进体质提高,增强防病、抗病能力,延缓 衰老都具有深远的意义。表 1 同时,应用于功能食品或添加剂的多肽,很大一部分是从食物蛋白 质中提取。人们发现一些相对较短的多肽具有天然活性肽类似或相同 的功能。例如从卵清蛋白中提取的白蛋白多肽（AP）;从酪蛋白中提 取的促钙吸收肽（CPP）;从豆蛋白中提取的降脂肽等等。这些肽都具 有良好的安全性,且成本相对较低,用于开发有益于人类健康的各类功 能食品保健食品是非常适宜的,具有极好市场前景 。
•
多肽由氨基酸组成,人体存在二十种氨基酸。 必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度 不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸, 对成人来讲必需氨基酸共有八种：赖氨酸、色氨 酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮 氨酸、缬氨酸。 • 非必需氨基酸可在动物体内合成，作为营养源 不需要从外部补充的氨基酸。对人来说非必需氨 基酸为甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、谷 氨酸（及其胺）、脯氨酸、精氨酸、组氨酸、酪 氨酸、胱氨酸。 •
多肽的固相合成 ppt课件
Diagram
•固相合成法的诞生
•多肽合成仪介绍
•活化基团Fmoc与tBoc
•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
20世纪 50年代
1963
1902
1972 Lou Carpino
Merrifield
•到了 20世纪 50 年代，有机化学家们合成了大量的生物活性多肽，包 • 1932 年， Max Bergmann 等人开始使用苄氧羰基 (Z) 来保护 α-氨基， 氨基， •到 1963 1972 年， Merrifield Lou Carpino 首次提出了固相多肽合成方法 首先将 9-芴甲氧羰基(FMOC) (SPPS) 用于保护 ，这个在多 α 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，由于当时在 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， 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 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，进展也相当缓慢 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 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。 命，并成为了一支独立的学科 ——固相有机合成(SPOS)。 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。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。
Diagram
•固相合成法的诞生
•多肽合成仪介绍
十七章氨基酸多肽和蛋白质ppt课件
天冬氨酸（PI=2.98）和精氨酸（PI=10.76） 写出其存在形式以及在电场中的移动方向。
存在： 偶极离子 移动：不移动
负离子 正极
正离子 负极
试用电泳法（缓冲溶液 pH=6.0）分 离赖氨酸、谷氨酸和甘氨酸的混合物
赖氨酸 谷氨酸 甘氨酸 pI=6.0 电中性 不移动
pI=9.7
阳离子 负极
固态氨基酸通常以内盐（偶极离子） 形式存在：
H H3N C COO R
离子型化合物：
熔点高（分解） 难溶于有机溶剂
二、化学性质
-
(一) 两性与等电点
H2O
OH + R CH COOH
+ NH3 （Ⅰ）
R CH COO
+ NH3
-
H2O
R CH COO + H3O NH2 （Ⅱ） 负离子
-
+
正离子
H3N CHCOO 酰基化 R
R'OH 酯化
H H2N C COOR' R
电泳：带电颗粒在电场中向其相反方向的电极移动 的现象。
加酸，平衡左移，以正离子存在，电场中向负极移动。
加碱，平衡右移，以负离子存在，电场中向阳极移动。
等电点：当溶液调节至一定的 pH 值时，氨基酸 以偶极离子的形式存在，将此溶液置于电场中 ，氨基酸不向电场的任何一极移动，即处于电 中性状态，这时溶液的 pH 值称为氨基酸的等 电点。 常利用上述性质分离氨基酸。
3
O C
O NH CH C CH2SH 半胱氨酸残基
NH CH2 COO 甘氨酸残基
-
谷氨酸残基
γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸 γ-谷-半胱-甘 γ-Glu-Cys-Gly 谷胱甘肽（GSH——还原型谷胱甘肽）
存在： 偶极离子 移动：不移动
负离子 正极
正离子 负极
试用电泳法（缓冲溶液 pH=6.0）分 离赖氨酸、谷氨酸和甘氨酸的混合物
赖氨酸 谷氨酸 甘氨酸 pI=6.0 电中性 不移动
pI=9.7
阳离子 负极
固态氨基酸通常以内盐（偶极离子） 形式存在：
H H3N C COO R
离子型化合物：
熔点高（分解） 难溶于有机溶剂
二、化学性质
-
(一) 两性与等电点
H2O
OH + R CH COOH
+ NH3 （Ⅰ）
R CH COO
+ NH3
-
H2O
R CH COO + H3O NH2 （Ⅱ） 负离子
-
+
正离子
H3N CHCOO 酰基化 R
R'OH 酯化
H H2N C COOR' R
电泳：带电颗粒在电场中向其相反方向的电极移动 的现象。
加酸，平衡左移，以正离子存在，电场中向负极移动。
加碱，平衡右移，以负离子存在，电场中向阳极移动。
等电点：当溶液调节至一定的 pH 值时，氨基酸 以偶极离子的形式存在，将此溶液置于电场中 ，氨基酸不向电场的任何一极移动，即处于电 中性状态，这时溶液的 pH 值称为氨基酸的等 电点。 常利用上述性质分离氨基酸。
3
O C
O NH CH C CH2SH 半胱氨酸残基
NH CH2 COO 甘氨酸残基
-
谷氨酸残基
γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸 γ-谷-半胱-甘 γ-Glu-Cys-Gly 谷胱甘肽（GSH——还原型谷胱甘肽）
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9
氨基保护
氨基保护常用的保护基分为烷氧羰基、 酰基，和烷基三大类。因为N烷氧羰基的 保护的氨基酸在接肽时不易发生消旋化， 故烷氧羰基使用最多
10
氨基保护
11
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
12
羧基保护
目前使用的羧基保护大致可以分为三种 一种可以用碱皂化脱去，如甲酯、乙酯 另一种可以用酸脱去，如叔丁酯、对甲
甘氨酸(glycine)
N
N
O
O
N
N
O O
N S
N
N O
N O
N
O
O
C H3
C H3 H
2 C
CH3 CH
CH3 N
H 2
C
N
C H2
H
2
多肽合成简介
1
多肽合成简介
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
2
多肽简介
蛋白质的基本结构单位 是氨基酸，由20种氨基 酸组成的各种各样的蛋 白质。
每个氨基酸分子（脯氨 酸除外）alpha碳原子上 都结合一个-NH2、一个COOH、一个氢原子，和 一个各不相同的-R
O
O
O
极性不
苏氨酸 (threonine)
N
H3C
HC
O
O
O
Thr
T
带电荷R 基氨基
半胱氨酸 (cysteine)
N
H
2
C
S
O
S
Cys
C
酸
酪氨酸
(tyrosine)
O
N
O
O
H 2
C
Tyr
Y
天冬酰胺 (asparagine)
O N
N O
O
H 2
C
N
Asn
N
谷氨酰胺
O
(Glutamine)
N
N O
O N
N
N
O O
CH3 CH
CH3
N
Ile Pro
I P
苯丙氨酸 (phenylalanine)
N
H 2
C
Phe
O
F
色氨酸 (tryptophan)
N O
N
N
C H2
Trp
W
甲硫氨酸
S
(methionine)
N
H
2
S
C
O
Met
M
甘氨酸(glycine) N
O
H
Gly
G
N
H
丝氨酸(serine)
2
C
Ser
S
14
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
15
侧链功能团的保护
由于不少氨基酸的侧链都带有能反应的 基团，如羟基、巯基、酚基、B-和r-羧基、 胍基、咪唑基、吲哚基和硫醚基等，为 了避免副反应的发生，在多肽合成中往 往也选用适当的保护基将它们保护起来
R 1 R 2
H 2 N
N
N
OO
R n R n +1
N
N
O H
OO
5
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
6
多肽合成原理
化学合成多肽就把氨基酸按照一定的氨基酸排列顺序 和连接方式连接起来。
为了得到具有特定氨基酸顺序的合成多肽，采用逐步 缩合的定向合成方法，即先将不需要反应的氨基或羧 基用适当的基团保护起来，再进行连接反应，以保证 反应的定向进行。
能用HCl/有机溶剂、HBr/AcOH、TFA、 HF等酸解的方法脱去
邻苯二甲酰亚 用HCl/有机溶剂、二乙胺的乙醇溶液
胺甲酯
、稀的NaOH水溶液和肼解脱去
苯羰甲酯
用催化氢解或硫代酚钠处理脱去
吡啶-4-甲酯
用催化氢解、电解还原、Na/液氨处理 、碱皂化等方法脱去
三甲硅乙酯
NaOH皂化脱去，TFA和HCl/有机溶剂酸 解脱去
R 1 R 2
R n R n + 1
R 1 R 2
R n R n + 1
R 1 R 2 R n 2 + 1 R n 2 + 2
X N HNNNNY + H N 2 NNNNO QX N HNNNNO Q
OO
OO
OO
OO
OO
OO
8
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
16
20种构成蛋白质的氨基酸
氨基酸名称 丙氨酸(alanine)
结构式
O N
R基
CH3
非极性R 基氨基 酸
缬氨酸（valine)
亮氨酸 （Leucine)
异亮氨酸 （isoleucine)
脯氨酸 （proline)
苯丙氨酸 (phenylalanine)
色氨酸 (tryptophan)
甲硫氨酸 (methionine)
R 1
R 2
X N H C H C O Y+ H N 2C H C O O Q
R 1 R 2 X N H C H C O N H C H C O O Q
7
多肽合成原理
对于长肽合成，一般有逐步增长和片段缩合两种方式，前者由 起始氨基酸（或肽）开始，每连接一次增长一个氨基酸，后者 由C保护肽同N保护肽缩合来得到两者长度相加的新肽链。
N N
N
N O
N
N
N
C H2
Arg
R
4
时）
组氨酸
N
(histidine)pH=6.0时
N
N O
N N
C H2
His
H
多肽简介
肽键是蛋白质分子中氨基酸间的主要连接方式，是一个alphaN的Hα2-和羧一基个与a另lp一ha个-C氨OO基H酸脱的水α缩-氨合基而之成间的失酰去胺一键分。子一水个相氨互基连酸接 而成的化合物称为肽（peptide），由2 个氨基酸缩合形成的 肽叫二肽，由3 个氨基酸缩合形成的肽叫三肽，少于10 个氨 基酸的肽称为寡肽，由10个以上氨基酸形成的肽叫多肽，因 此蛋白质的结构就是多肽链结构。每个肽在其一端有一自由 氨基，称为氨基端或N-末端，在另一端有一自由羧基，称为 羧基端或C-末端。
C H2
Gln
Q
R基团带负
天冬氨酸
电荷的氨 基酸
(pH=7.0
(aspartic acid) O 谷氨酸(glutamic O
O
时)
acid)
O
N O
N O
O
H 2
C
O
O
O
C H2
Asp Glu
D E
N
R基 团 带 正 赖氨酸(lysine) N
N O
C H2
Lys
K
电荷的氨 基酸
(pH=7.0
精氨酸 (arginine)
氧苄酯，邻苯二甲酰亚胺甲酯等 第三种除了用酸或碱脱去外，还可以用
其他的方法选择性脱去，如苄酯、苯羰 基甲酯、三甲硅乙酯
13
羧基保护
羧基保护基
脱保护条件
甲酯/乙酯 用NaOH/KOH在有机水溶液中皂化脱去
苄酯/取代苄 除能像甲酯或乙酯那样用皂化的方法
酯
脱掉外还可以用催化氢解的方法脱除
叔丁酯(OtBu)
R
H2N
COOH
H
3
20种构成蛋白质的氨基酸
氨基酸名称 丙氨酸(alanine)
结构式
O N
R基
CH3
三字母符号 单字母符号
Ala
A
缬氨酸（valine)
N
C H3
Val
V
O
C H3
亮氨酸
N
O
H 2
C
（Leucine)Leuຫໍສະໝຸດ L非极性R 基氨基 酸
异亮氨酸 （isoleucine)
脯氨酸 （proline)
氨基保护
氨基保护常用的保护基分为烷氧羰基、 酰基，和烷基三大类。因为N烷氧羰基的 保护的氨基酸在接肽时不易发生消旋化， 故烷氧羰基使用最多
10
氨基保护
11
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羧基保护
目前使用的羧基保护大致可以分为三种 一种可以用碱皂化脱去，如甲酯、乙酯 另一种可以用酸脱去，如叔丁酯、对甲
甘氨酸(glycine)
N
N
O
O
N
N
O O
N S
N
N O
N O
N
O
O
C H3
C H3 H
2 C
CH3 CH
CH3 N
H 2
C
N
C H2
H
2
多肽合成简介
1
多肽合成简介
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
2
多肽简介
蛋白质的基本结构单位 是氨基酸，由20种氨基 酸组成的各种各样的蛋 白质。
每个氨基酸分子（脯氨 酸除外）alpha碳原子上 都结合一个-NH2、一个COOH、一个氢原子，和 一个各不相同的-R
O
O
O
极性不
苏氨酸 (threonine)
N
H3C
HC
O
O
O
Thr
T
带电荷R 基氨基
半胱氨酸 (cysteine)
N
H
2
C
S
O
S
Cys
C
酸
酪氨酸
(tyrosine)
O
N
O
O
H 2
C
Tyr
Y
天冬酰胺 (asparagine)
O N
N O
O
H 2
C
N
Asn
N
谷氨酰胺
O
(Glutamine)
N
N O
O N
N
N
O O
CH3 CH
CH3
N
Ile Pro
I P
苯丙氨酸 (phenylalanine)
N
H 2
C
Phe
O
F
色氨酸 (tryptophan)
N O
N
N
C H2
Trp
W
甲硫氨酸
S
(methionine)
N
H
2
S
C
O
Met
M
甘氨酸(glycine) N
O
H
Gly
G
N
H
丝氨酸(serine)
2
C
Ser
S
14
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
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侧链功能团的保护
由于不少氨基酸的侧链都带有能反应的 基团，如羟基、巯基、酚基、B-和r-羧基、 胍基、咪唑基、吲哚基和硫醚基等，为 了避免副反应的发生，在多肽合成中往 往也选用适当的保护基将它们保护起来
R 1 R 2
H 2 N
N
N
OO
R n R n +1
N
N
O H
OO
5
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6
多肽合成原理
化学合成多肽就把氨基酸按照一定的氨基酸排列顺序 和连接方式连接起来。
为了得到具有特定氨基酸顺序的合成多肽，采用逐步 缩合的定向合成方法，即先将不需要反应的氨基或羧 基用适当的基团保护起来，再进行连接反应，以保证 反应的定向进行。
能用HCl/有机溶剂、HBr/AcOH、TFA、 HF等酸解的方法脱去
邻苯二甲酰亚 用HCl/有机溶剂、二乙胺的乙醇溶液
胺甲酯
、稀的NaOH水溶液和肼解脱去
苯羰甲酯
用催化氢解或硫代酚钠处理脱去
吡啶-4-甲酯
用催化氢解、电解还原、Na/液氨处理 、碱皂化等方法脱去
三甲硅乙酯
NaOH皂化脱去，TFA和HCl/有机溶剂酸 解脱去
R 1 R 2
R n R n + 1
R 1 R 2
R n R n + 1
R 1 R 2 R n 2 + 1 R n 2 + 2
X N HNNNNY + H N 2 NNNNO QX N HNNNNO Q
OO
OO
OO
OO
OO
OO
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多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
16
20种构成蛋白质的氨基酸
氨基酸名称 丙氨酸(alanine)
结构式
O N
R基
CH3
非极性R 基氨基 酸
缬氨酸（valine)
亮氨酸 （Leucine)
异亮氨酸 （isoleucine)
脯氨酸 （proline)
苯丙氨酸 (phenylalanine)
色氨酸 (tryptophan)
甲硫氨酸 (methionine)
R 1
R 2
X N H C H C O Y+ H N 2C H C O O Q
R 1 R 2 X N H C H C O N H C H C O O Q
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多肽合成原理
对于长肽合成，一般有逐步增长和片段缩合两种方式，前者由 起始氨基酸（或肽）开始，每连接一次增长一个氨基酸，后者 由C保护肽同N保护肽缩合来得到两者长度相加的新肽链。
N N
N
N O
N
N
N
C H2
Arg
R
4
时）
组氨酸
N
(histidine)pH=6.0时
N
N O
N N
C H2
His
H
多肽简介
肽键是蛋白质分子中氨基酸间的主要连接方式，是一个alphaN的Hα2-和羧一基个与a另lp一ha个-C氨OO基H酸脱的水α缩-氨合基而之成间的失酰去胺一键分。子一水个相氨互基连酸接 而成的化合物称为肽（peptide），由2 个氨基酸缩合形成的 肽叫二肽，由3 个氨基酸缩合形成的肽叫三肽，少于10 个氨 基酸的肽称为寡肽，由10个以上氨基酸形成的肽叫多肽，因 此蛋白质的结构就是多肽链结构。每个肽在其一端有一自由 氨基，称为氨基端或N-末端，在另一端有一自由羧基，称为 羧基端或C-末端。
C H2
Gln
Q
R基团带负
天冬氨酸
电荷的氨 基酸
(pH=7.0
(aspartic acid) O 谷氨酸(glutamic O
O
时)
acid)
O
N O
N O
O
H 2
C
O
O
O
C H2
Asp Glu
D E
N
R基 团 带 正 赖氨酸(lysine) N
N O
C H2
Lys
K
电荷的氨 基酸
(pH=7.0
精氨酸 (arginine)
氧苄酯，邻苯二甲酰亚胺甲酯等 第三种除了用酸或碱脱去外，还可以用
其他的方法选择性脱去，如苄酯、苯羰 基甲酯、三甲硅乙酯
13
羧基保护
羧基保护基
脱保护条件
甲酯/乙酯 用NaOH/KOH在有机水溶液中皂化脱去
苄酯/取代苄 除能像甲酯或乙酯那样用皂化的方法
酯
脱掉外还可以用催化氢解的方法脱除
叔丁酯(OtBu)
R
H2N
COOH
H
3
20种构成蛋白质的氨基酸
氨基酸名称 丙氨酸(alanine)
结构式
O N
R基
CH3
三字母符号 单字母符号
Ala
A
缬氨酸（valine)
N
C H3
Val
V
O
C H3
亮氨酸
N
O
H 2
C
（Leucine)Leuຫໍສະໝຸດ L非极性R 基氨基 酸
异亮氨酸 （isoleucine)
脯氨酸 （proline)