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固相多肽合成树脂的特征和进展(二)
发布日期:2010-11-30  来源:全球肽网  浏览次数:1190
1.3 其它应用和进展1.3.1 固相片段缩合[1]    用Merrifield开创的逐个接长肽链的固相合成具有简单快速的优点。但这个方法存在一个问题,即由于各种内缺失肽和其它副产物的存在,使得合成的最后产物很难纯化,特别是在合成大肽或蛋白质的时候。此外,合成的肽越长,经过的缩合循环也越多,最后产物的产率也越低。而用固相片段缩合,不是每次接长一个氨基酸,而是接长一个肽段。这样可以在很大程度上解决上述问题: ① 减少了缩合循环的次数,可以提高最后产物的产率; ② 由于每一个反应的片段无论是用液相的或固相合

1.3 其它应用和进展1.3.1 固相片段缩合[1]    用Merrifield开创的逐个接长肽链的固相合成具有简单快速的优点。但这个方法存在一个问题,即由于各种内缺失肽和其它副产物的存在,使得合成的最后产物很难纯化,特别是在合成大肽或蛋白质的时候。此外,合成的肽越长,经过的缩合循环也越多,最后产物的产率也越低。而用固相片段缩合,不是每次接长一个氨基酸,而是接长一个肽段。这样可以在很大程度上解决上述问题: ① 减少了缩合循环的次数,可以提高最后产物的产率; ② 由于每一个反应的片段无论是用液相的或固相合成获得的都可以先经过纯化得到纯品,这样,最后的副产物也就相应地减少很多,而且所产生的各种内缺失肽的理化性质也和所需产物的性质有较大的差别,因而最后易于分离纯化。如我国科学工作者于1957年完成了胰高血糖素的全合成,产物经过分离纯化后,可以得到具有全部活力的胰高血糠素的结晶。  以后人们又发展了很多适用于固相片段缩合的树脂[7] ,如HMBA-AM树脂(1-6),Novasyn? KB树脂(1-7)。前者具有极好的物理和溶胀性能,并适合在间歇系统中应用;后者则应用于连续流动系统。另外还有肟树脂(1-8)、溴化Wang树脂(1-9)、溴化PPOA树脂(1-10)。其中(1-9)PS的交联度为1%,(1-10)则有2%。1.3.2 侧链挂树脂的方法[1]   可能通过氨基酸的侧链功能团固定为树脂上。它的优点有二: ① 由于是侧链固定在树脂上,因此,既可以由C N 伸长肽链,也可由N C伸长肽链; ② 由于侧链基团的多样化,因而树脂的固定基团也可以多样化,裂解时可选择一些更为温和的专一性的切落反应。当然,和将氨基酸的氨基固定在树脂上来伸长肽链一样,此方法也有很大的局限性,只在一些特殊情况下有应用。2.聚酰胺   一般指聚丙酰胺凝胶。最先是由Sheppard等人提出用于多肽合成的[1] [2] 。将二甲基丙烯酰胺(2-1)、N、N`-双丙烯酰乙二胺(2-2)和不对称的二酰胺的衍生单体,如N-丙烯酰-N`叔丁氧羰基- β-丙烯酰-六次甲基二胺(2-3)共聚可得到珠状或无定形的丙烯酰胺载体(2-5a)。其中(2-2)为交联剂,(2-3)则是为了使载体带有可反应的氨基,及一个六碳隔离物链将官能团与聚合物主体分开。   采用聚丙烯酰胺作为多肽合成载体的原初设想是由于它具有与肽链相近的结构类型,不会象用PS树脂那样,随着合成肽链的增长而显著地改变载体的理化性质,因而可能更适用于大肽合成的情况。但最初的实践并不显示它比PS树脂具有更大的优越性。另外,还难以获得规则的球体,一些时候会得到大量的无定形聚合物,给操作带来困难。这可能和复杂的衍生物(2-3)有关。它与其它单体相比,具有非常不同的溶解性能和相分配性能,同时它也难以制备。   用丙烯酰-N-甲基甘氨酸甲脂(2-4)代替(2-3)解决了这些问题。这种功能化试剂和基本的单体(2-1)关系很接近,并且聚合可以不费力地得到漂亮的球体聚合物。另外,与(2-1)及(2-4)相似的结构似乎表明它们将以可比的速率聚合,这就提高了在整个树脂母体中官能团统一分配的相近程度。第二种树脂(2-5b)则有必要用一个后-聚合化学步骤将它转变成氨基聚合物(2-5c)。   聚酰胺树脂在极性溶剂如DMF中溶胀至于体积的10倍,在水中更高;而在非极性的DCM中则膨胀得低得多了。从这处意义上讲,它们的特性与树脂相反。   Sparrow JT等在制备聚酰胺树脂时用了一些功能单体:N-(2-(甲基磺酰基)乙酰羰基)-烯丙基胺(MSC-烯丙胺)、N-丙烯酰基-1,6-二氨基己烷HCl[8] ,或N-甲基丙烯酰基-1,3-二氨丙烷HCl[8] [9] 。树脂载荷0.15-1.4mmol/g。该树脂很适用于Fmoc化学合成。纯品肽可占粗品的80-95%,包括那些用传统PS树脂合成失败的氨基酸顺序。HaynieSL等准备了乙烯二氨修饰的聚酰胺树脂(Pepsn K),在上面合成出两亲性的多肽,并报道了这种多肽具有灭菌活性[10]。3.聚乙烯-乙二醇类树脂 3.1 聚乙烯-乙二醇-接技聚苯乙烯(PEG-PS)    它由不溶的PS母体构成,聚乙烯-乙二醇(PEG)链附着在上面。和以上讨论的聚酰胺树脂一样,它试图提高固相载体中肽链的溶剂化。研究过各种链长的PEG,但应用最成功是分子量在2000-3000Da之间的。    近年来用机器合成多肽发展很快。机器合成包括半自动(间歇式)和自动(连续流动)两种形式,它与手工合成相比,具有快速、完全、方便等优点。而由于PEG-PS树脂一般都有较好的物理化学特性,如溶胀性,物理稳定性,在流动系统中抗磨和抗机械压力能力等,因而,它也随之发展起来。如Kate SA,McGuinners BF 等最近报道该实验室研究的“低载荷”(替代值 0.15-0.25mmol/g)和高载荷(0.3-0.5mmol/g)PEG-PS树脂的优点[11] 。 3.2 PEGA树脂及PEG类树脂的新应用    PEGA树脂是由Morten Melder 发展起来的亲水性树脂,由PEG与酰胺基团交联而成[4] 。一般用于间歇式和连续流动多肽合成。它们的性质和PEG-PS树脂有很多相似之处,如NovaSyn TG树脂(3-1),其平均珠体大小为90μm,每克树脂有2.86×106个小珠体。由于它特别适合应用于连续流动多肽合成。NovaSyn TGA树脂(3-2),是在PS载体基础上连枝PEG,能抵抗很高的流速,使它成为快速合成长链肽的理想选择。其它如NovaSyn TGA树脂(3-3),被一个极好的Rink接头功能化。这样用TFA处理肽-树脂可以很容易地得到多肽酰胺。另外注意到此树脂有一个自由氨基,这将增加产物保存时的稳定性;同时意味着不需要经过一个预先去保护循环,就可以直接连上第一个氨基酸。它们的替代值一般为0.2-0.3mmol/g。Rink酰胺PEGA树脂也被一个Rink接头功能化,和前面介绍的(3-3)性质相似:不过它有更高的替代值(0.3-0.4mmol/g)。   近年来,PEG类型树脂(如PEGA)的一些新的应用越来越引起人们的兴趣。这些应用包括免疫学、树脂上酶合成及酶分析,和多肽文库的合成,而后者是发现新药物的强有力的工具。上述(3-1)就特别适合此类工作。   Auzanneau FI等[12]研究了具有高含量PEG的三种类型的PEGA。树脂在从水到DCM的不同溶剂中膨胀很好,载荷为0.35mmol/g。他们在此树脂上合成出了几个高纯度的多肽,研究表明,作为相应的灭菌肽,它们有足够的致死活性。   Renil M,Ferreras M等[13]合成出了两种类型的PEGA。由双/单-丙烯酰胺-PEG与丙烯酰胺PEG共聚,得出一个低交联度的树脂(类型I):进而,丙烯酰-肌氨酸乙酯与双-丙烯酰胺PEG共聚得到较多交联的树脂(类型II);载体在很广范围的溶剂中显示了高膨胀性,包括H2O、DCM、乙腈、TFA和甲苯。类型I通过单体组成的不同,给出的容量在0.07-1.0mmol/g之间,可应用于固相酶文库;用乙二胺处理类型II后,应用于连续流动多肽合成,且能给出相当好的产量和纯度。   Camarero.JA和Cotton GJ等[14]报道,在一个3-巯基-3戊酮酰胺-PEG-聚-(N, N-二甲基丙烯酰胺)共聚物上载体(HS-PEGA)上,通过最优化的Boc-SPPS,可以从固相载体上直接得到未保护的多肽。这种方法降低了操作中的损失,明显提高了整个的化学偶联效率。他们合成了几个15-47个残基的肽,并且这种方法可以扩展到用来实现顺序的分子内络合,允许进入大得多的聚合肽和蛋白质系统。

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