多肽合成是有機(jī)化學(xué)中最常用的一個(gè)復(fù)雜而關(guān)鍵的過程。在多肽合成過程中，多個(gè)氨基酸經(jīng)過肽鍵銜接。銜接氨基酸是多年來有機(jī)化學(xué)中的一種常見做法，但這一過程正在演化。最近的技術(shù)進(jìn)步和更專業(yè)的合成工藝使研討人員可以合成自然肽，并以更高的精確性和牢靠性產(chǎn)生共同的肽。但是，為了答復(fù)這個(gè)問題，“什么是肽合成？“，我們必需深化理解這個(gè)過程的復(fù)雜性和應(yīng)用程序。、

什么是多肽

首先必需對(duì)肽有一個(gè)根本的理解，才干正確了解肽的合成是什么。肽由短鏈氨基酸組成，一切這些氨基酸都經(jīng)過肽鍵銜接在一同。從構(gòu)造上講，肽和蛋白質(zhì)十分類似，由于它們都是由氨基酸鏈組成的，氨基酸鏈經(jīng)過肽鍵銜接在一同。但是，肽和蛋白質(zhì)之間的主要區(qū)別要素是它們的大小。蛋白質(zhì)通常由50個(gè)或更多的氨基酸組成，而肽通常位于較小的一側(cè)，僅由2到50個(gè)氨基酸組成。另外，蛋白質(zhì)構(gòu)造略微復(fù)雜一些，能夠采用二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)構(gòu)造。肽提供較少的變異，通常只分為兩個(gè)亞群。寡肽是那些含有較少氨基酸的肽，通常在2-20之間。多肽是那些含有更多氨基酸的肽，當(dāng)它們銜接在一同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生蛋白質(zhì)。本質(zhì)上，蛋白質(zhì)是由許多多肽組成的大肽。

多肽合成的工藝和步驟

固然肽是自然產(chǎn)生的，在一切生物體中都能找到，但合成肽的消費(fèi)通常被研討人員用來消費(fèi)特定的肽。特別是，研討人員合成了那些可能很難在細(xì)菌中表達(dá)，或者很難在多肽中發(fā)現(xiàn)的氨基酸的分離上停止實(shí)驗(yàn)的氨基酸。合成肽最常用的辦法是固相合成肽。

固相多肽合成

固相多肽合成由美國生物化學(xué)家Robert Bruce Merrifield首創(chuàng)，固相多肽合成已成為多肽合成的主導(dǎo)辦法。固相多肽合成，通常簡稱為SPPS，經(jīng)過在單一多孔安裝上產(chǎn)生多個(gè)連續(xù)的氨基酸反響來簡化合成肽的消費(fèi)過程。

當(dāng)進(jìn)入的氨基酸的羧基銜接到存在的和生長的肽鏈的N-末端時(shí)，肽合成發(fā)作。氨基酸以準(zhǔn)確、循環(huán)的方式一次一個(gè)地添加到生長的肽鏈中，特別留意精確地遵照必要的步驟。剖析人員在創(chuàng)立這條肽鏈時(shí)必需十分慎重，由于氨基酸具有多個(gè)反響基團(tuán)，可能會(huì)惹起副反響，從而縮短鏈的長度或招致其分支。為了降低這些副反響的可能性，察看剖析員必需應(yīng)用諸如Fmoc或Boc之類的維護(hù)團(tuán)體。這些堿不穩(wěn)定維護(hù)基和酸不穩(wěn)定維護(hù)基分別有助于在整個(gè)合成過程中完成化學(xué)選擇性，有效降低任何不測(cè)副反響的可能性。

一旦系統(tǒng)被這些暫時(shí)維護(hù)基處置，在整個(gè)合成過程中能夠相對(duì)容易地添加和移除這些暫時(shí)維護(hù)基，氨基酸就能夠添加到肽鏈中。碳二亞胺用于激活傳入氨基酸的C-末端羧酸，使其可以銜接到生長肽鏈的N-末端。

如我們所述，SPPS過程是周期性的，為了到達(dá)所需的肽鍵長度，這些步驟反復(fù)了很屢次。一旦肽鍵到達(dá)所需的長度，它必需被任何剩余的維護(hù)基切斷。經(jīng)過一個(gè)叫做酸解的過程，肽鍵被剝離掉了它剩下的維護(hù)基團(tuán)。也就是說，后面添加的氨基酸的N-末端維護(hù)基、第1個(gè)氨基酸的C-末端維護(hù)基以及任何剩余的側(cè)鏈維護(hù)基將被移除。選擇完成這一過程的化學(xué)品將取決于系統(tǒng)中運(yùn)用的維護(hù)基團(tuán)。以酸為根底的維護(hù)團(tuán)體，如Boc，將需求運(yùn)用強(qiáng)酸，如溴化氫或氟化氫。相反，能夠運(yùn)用較溫和的酸（如三氟乙酸（TFA））來切割堿不穩(wěn)定維護(hù)基，如Fmoc。

由于SPPS是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，需求十分當(dāng)心和準(zhǔn)確，因而也可能十分耗時(shí)。由于這個(gè)緣由，許多實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)而運(yùn)用自動(dòng)固相萃取系統(tǒng)來簡化流程。這些工作站使觀測(cè)剖析員可以使系統(tǒng)無人看守，同時(shí)堅(jiān)持對(duì)程序?qū)⒁跃_和高效完成的充沛自信心。工作站可以包容更大的樣本，并且能夠經(jīng)過計(jì)算機(jī)停止微控制，以取得更高的精度和精確性。有關(guān)如何應(yīng)用自動(dòng)化工作站停止固相多肽合成的更多信息，請(qǐng)單擊此處。

液相多肽合成

合成肽的另一種技術(shù)是溶液相合成肽。固然應(yīng)用不太普遍，但該技術(shù)運(yùn)用了許多與SPPS相同的程序。但是，這個(gè)過程可能會(huì)略微消耗更多的時(shí)間，由于它請(qǐng)求在每個(gè)反響步驟后從溶液中別離出產(chǎn)物肽。正是由于這個(gè)緣由，溶液相多肽合成已被許多實(shí)驗(yàn)室的SPPS所取代。溶液相多肽合成依然是大范圍多肽消費(fèi)中常用的辦法，但通常用于工業(yè)應(yīng)用。

多肽合成的應(yīng)用

肽合成通常與表位作圖分離運(yùn)用，通常用于醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)。合成肽被用于研討潛在的癌癥診斷和治療以及抗生素藥物的開發(fā)。當(dāng)與表位映射分離運(yùn)用時(shí)（表位映射是辨認(rèn)抗體與其抗原肽合成之間的分離位點(diǎn)的過程），可用于產(chǎn)生抗體和創(chuàng)立更智能的疫苗設(shè)計(jì)。合成肽也可用于質(zhì)譜剖析，在質(zhì)譜剖析中，它們既能夠作為規(guī)范品，也能夠作為試劑。

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