多肽的固相合成_(经典版)课件
多肽知识PPT精选文档
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。
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。
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.
多肽的基本知识
1
多肽定义： 多肽是α－氨基酸以肽键连接在一起而形成的化合物，它也是
蛋白质水解的中间产物。由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合 物叫做二肽，同理类推还有三肽、四肽、五肽等。通常由三个或 三个以上氨基酸分子脱水缩合而成的化合物都可以成为叫多肽。
多肽合成： 固相合成法，液相合成法
多肽的固相合成步骤及其基本原理
多肽的固相合成步骤及其基本原理多肽呀，这可是个神奇的东西呢！那多肽的固相合成，就像是一场奇妙的旅程。
首先呢，得有个起始的地方，这就像是旅行的出发点。
在固相合成里，这个起始点就是固相载体。
它就像是一个稳稳的基地，承载着后续的一切反应。
然后呢，第一个氨基酸就登场啦！它就像一个勇敢的开拓者，被连接到固相载体上。
这一步可重要啦，就好比盖房子要先打下坚实的地基一样。
接下来呀，其他的氨基酸就一个一个地往上加。
这就好像是给房子一砖一瓦地添加上去。
每加一个氨基酸，都需要进行一系列的反应和处理，确保它们连接得牢牢的。
在这个过程中，保护基团就像是小卫士，保护着那些不该反应的地方，让反应只发生在该发生的部位。
你说神奇不神奇？再说说缩合反应吧，这就像是把各个部分紧密连接在一起的胶水。
通过缩合反应，氨基酸们手牵手，形成了多肽链。
这一路走下来，就像经历了一场充满挑战和惊喜的冒险。
有时候会遇到一些小困难，比如反应不完全啦，但科学家们总有办法解决。
就像我们在生活中遇到困难一样，总不能轻易放弃呀！得想办法克服，让事情朝着我们希望的方向发展。
而且哦，整个过程都需要非常精细的控制和操作。
这可不是随便玩玩就能做好的，就像做一件精美的工艺品，需要用心和耐心。
等到多肽链合成完成后，还得把它从固相载体上分离下来，这就像是旅行结束后要离开出发点一样。
最后得到的多肽，可能有着各种各样神奇的功能。
它可以是药物，帮助人们战胜疾病；也可以是其他有用的物质，为我们的生活带来便利。
你看，多肽的固相合成步骤和基本原理是不是很有趣呀？这其中蕴含着无数科学家的智慧和努力呢！它就像是一个神秘的魔法，通过一步步的操作，创造出了令人惊叹的成果。
我们真应该为这些科学成就感到骄傲和自豪呢！。
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
多肽合成入门PPT课件
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
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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
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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
多肽的固相合成 ppt课件
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
固相肽的合成
固态相的合成多肽药物的研究与开发作为二十一世纪高新技术竟争的主要项目之一。
生物活性多肽在内源性物质中占有非常重要的地位，除酶、受体、金属蛋白等生物大分子外，许多合成或分离的多肽对生理过程或病理过程，对疾病的发生、发展或治疗过程有重要意义。
氨基酸彼此以酰胺键（也称肽键）相互连接的化合物称作肽。
一种肽含有的氨基酸少于10个就称作寡肽，超过的就称为多肽。
多肽与蛋白质只有肽链长短之别，二者间并没有严格的区分。
蛋白质是生命存在的最基本形式。
可见多肽是生命之"桥"，蛋白质工程从某种意义上而言就是研究多肽。
事实上，肽类药物开发与应用已走出科学家们的实验室，变成了现实，并发挥着其独特的功效。
例如，神经紧张肽（NT）能降低血压，对肠和子宫具有收缩作用；内啡肽和脑啡肽的衍生物有着很强的镇痛作用；促甲状腺素释放激素（TRH）是一种能促进产妇乳汁分泌的多肽；能治疗糖尿病、胃溃疡、胰腺炎的多肽是一种环状的14肽；临床上常用的催产素是一种多肽；已获广泛应用的白蛋白多肽、胸腺肽、血清胸腺因子（FTS）等均可以引起免疫T细胞的分化；近日来在中国及日本已开始使用的糖肽辅助治疗肿瘤，其作用机理是使淋巴系统活化等等。
应用多肽技术开发的医用蛋白质芯片（肽芯片）只有指甲盖大小，放置了与肾炎、胃溃疡和胃癌等相关的抗原分子，只要通过芯片阅读仪便可检测到有关疾病的功能状态与变异情况。
其功能已相当于一个大型或中型实验室、化验室，效率是传统医学检测的成百上千倍，受检者几乎没有任何痛苦。
肽芯片的广泛应用，已在医学临床检测业引发一场技术革命。
自从1963年MERRIFIELD发展成功了固相多肽合成（SPPS）方法以来，经过不断的改进和完善，到今天这个方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。
伴随着分子生学物、生物化学技术的飞速发展，多肽研究取得了惊人的、划时代的飞跃。
人们发现存在于生物体的多肽有数万种，并且发现所有的细胞均能合成多肽。
多肽固相合成法
多肽固相合成法
多肽固相合成法是一种DNA合成的新技术，它可以通过将新的碱
基序列“烧写”到分子和多肽的固定表面，从而形成新的多肽序列。
该技术在用于生物学研究和工业化生产方面都具有重要的意义。
多肽固相合成以高精度的“步进式”合成方法来实现多肽序列的
构建，可以将大量碱基按顺序结合在一起，从而形成新的多肽序列。
多肽固相合成是一种无褪色技术，它能够构建出具有不同结构的
多肽，如两性肽、金属络合物肽、共价和非共价等。
它可以使用多种
模板，如DNA，RNA，多肽类型和位点等，以形成各种不同的多肽序列。
此外，该技术具有很大的可扩展性，可以制造出长度可达数百个碱基
的多肽序列。
使用多肽固相合成技术，可以有效地发展出从百分百原料到百分
百成品的合成流程，从而大大提高效率、缩短产品周期和降低成本。
多肽固相合成技术不仅可以用于生物学研究，可以有效地设计出
分子探针和小分子传感器，并有效利用各种策略，以便在工业上实现
大规模生产，有助于提高药物的疗效和用量，为医疗技术的应用提供
突破性的机遇。
固相合成多肽方法
固相合成多肽方法
固相合成多肽的方法是一种常用的合成方法，主要步骤包括：
1. 活化树脂：将氨基树脂用酸溶解，然后加入缩合剂HBTU，再加入DIPEA，最后加入氨基酸。
2. 缩合：将活化后的树脂和氨基酸混合，加入DIPEA，形成肽键。
3. 脱保护：加入脱保护剂，使氨基被解放。
4. 洗涤：用DMF洗涤树脂，反复进行脱保护和洗涤，直到所有肽链都完成。
5. 切割：用强酸或强碱将肽链从树脂上切割下来。
6. 纯化：通过HPLC或LC-MS进行纯化，得到目标多肽。
固相合成多肽方法的优点是可大量合成，成本较低，反应条件温和，操作简单，可以快速获得目标多肽。
该方法已广泛应用于蛋白质、多肽药物、酶等领域。
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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
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 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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•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。
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•固相合团Fmoc与tBoc
•多肽的不稳定
活化基团Fmoc与tBoc
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 （羧基端）向N端（氨基端）合成。固相合成法，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。固相合成 方法有两种，即Fmoc和tBoc。
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。
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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。
• 氨基及羧基保护 脱除 • 形成无保护的四 肽
• 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。因所 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 适的溶剂是液相法的一个难题。
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。 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。
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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
材料收集：尚立群 演讲人：许金翔 PPT 制作：徐磊 王修楠 钟家伟 王康
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Fmoc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 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 柱上洗脱下来，其保护基 团被一种脱保护剂（TFA ） 洗脱和脱保护。 .
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• 氨基保护 • 羧基保护
• 缩合 • 羧基脱除保护
• 缩合向C端延长 • 氨基脱除保护
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