多肽合成概述及原理（及相關(guān)合成儀器）

        多肽是參與生物體各種細(xì)胞功能的生物活性物質(zhì)。它是一種分子結(jié)構(gòu)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的化合物。它是由多種氨基酸按一定順序通過(guò)肽鍵組合而成。迄今為止，人們已發(fā)現(xiàn)并分離出存在于人體內(nèi)的一百多種肽。多肽的研究和利用呈現(xiàn)出qian所未有的繁榮。
        多肽的合成不僅具有非常重要的理論意義，而且具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)肽合成，可以驗(yàn)證新的肽結(jié)構(gòu)；新肽旨在研究結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系；為肽生物合成反應(yīng)機(jī)制提供重要信息；建立模型酶，合成新的多肽藥物。
         1963年，RBMerrifield建立了一種固相合成方法，將多肽羧基末端的氨基酸固定在不溶性樹脂上，然后將氨基酸依次偶聯(lián)到樹脂上，延長(zhǎng)肽鏈，合成多肽。在固相法中，每一步反應(yīng)后只需簡(jiǎn)單清洗樹脂即可達(dá)到提純的目的。它克服了經(jīng)典液相合成方法每一步都難以純化產(chǎn)物的難題，為多肽的自動(dòng)化合成奠定了基礎(chǔ)。為此，梅里菲爾德獲得了 1984 年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
         Merrifield建立的Boc合成方法使用TFA（三氟yi酸）去除Boc（叔丁氧羰基）作為α-氨基保護(hù)基團(tuán)，側(cè)鏈保護(hù)使用苯甲醇。在合成過(guò)程中，Boc-氨基酸衍生物與樹脂共價(jià)交聯(lián)，Boc用TFA去除，游離氨基末端用三乙胺中和，然后下一個(gè)氨基酸被DCC活化并偶聯(lián)。最終脫保護(hù)多采用HF法或TFMSA（三氟甲磺酸）法。 Boc法已成功合成了許多生物大分子，如活性酶、生長(zhǎng)因子、人工蛋白質(zhì)等。
        在 Boc 合成方法中，反復(fù)使用酸進(jìn)行脫保護(hù)。這種處理帶來(lái)了一些問(wèn)題：例如，在肽和樹脂的連接處，每次用50%的TFA去除Boc基團(tuán)時(shí)，大約有1.4%的肽從樹脂上脫落。合成的肽鏈越長(zhǎng)，損失越嚴(yán)重。另外，酸處理會(huì)引起側(cè)鏈的一些副反應(yīng)。 Boc合成法特別不適合合成色氨酸等不穩(wěn)定的酸。肽。 1978 年，Chang、Meienlofer 和 Atherton 等人。使用 Carpino 報(bào)道的 Fmoc（9-芴基甲氧羰基）基團(tuán)作為 α-氨基保護(hù)基團(tuán)形成Fmoc固相合成多肽成功。 Fmoc法與Boc法的根本區(qū)別在于使用堿可除去的Fmoc作為α-氨基的保護(hù)基，側(cè)鏈保護(hù)使用TFA-可除去的叔丁氧基。該樹脂使用 90% TFA 可去除對(duì)。烷氧基芐醇類樹脂，最終脫保護(hù)避免強(qiáng)酸處理。
        自Merrifield成功開(kāi)發(fā)固相肽合成法以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)和完善，固相法已成為當(dāng)今肽和蛋白質(zhì)合成中的常用技術(shù)，顯示出液相合成法wu法比擬的優(yōu)勢(shì)。近幾十年來(lái)，多肽的固相合成以其省時(shí)、省力、省料、易計(jì)算機(jī)控制、易于推廣等突出優(yōu)點(diǎn)成為多肽合成的常規(guī)方法。各種基于Boc和Fmoc方法的自動(dòng)肽合成儀也相繼出現(xiàn)，并且還在不斷的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)中。
        固相合成的基本原理
        肽合成是一個(gè)重復(fù)添加氨基酸的過(guò)程。固相合成的順序一般是從C端（羧基端）到N端（氨基端）合成。過(guò)去，肽的合成是在溶液中進(jìn)行的，稱為液相合成?，F(xiàn)在多采用固相合成，大大降低了每一步產(chǎn)品純化的難度。為防止副反應(yīng)的發(fā)生，對(duì)參與反應(yīng)的氨基酸側(cè)鏈進(jìn)行保護(hù)；羧基末端是游離的，必須在反應(yīng)前活化。有兩種化學(xué)合成方法，即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc有很多優(yōu)點(diǎn)，所以大部分都是用Fmoc方法合成的。
        每個(gè)循環(huán)由以下三步反應(yīng)組成，循環(huán)重復(fù)，直到肽鏈達(dá)到所需長(zhǎng)度。
         1、脫保護(hù)：Fmoc保護(hù)的氨基酸必須用堿性溶劑（哌啶）脫去氨基的保護(hù)基。
         2、活化：被連接的氨基酸的羧基被活化劑活化。
         3.偶聯(lián)：活化的羧基與前一個(gè)氨基酸暴露的氨基反應(yīng)形成肽鍵。在該步驟中使用過(guò)量的試劑來(lái)推動(dòng)反應(yīng)完成。
            PSI多肽合成儀特點(diǎn)：
         ü 采用316L不銹鋼制造，zui大程度防止肽合成試劑的腐蝕。
         ü *的設(shè)計(jì)可以大大節(jié)省客戶的運(yùn)營(yíng)成本。
         ü 不同規(guī)格的電抗器可自由更換，最多可使用一臺(tái)儀器。
         ü 氣液輸送系統(tǒng)均采用電磁閥組合設(shè)計(jì)，*實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
         ü 采用全自動(dòng)試劑循環(huán)系統(tǒng)（PSI200除外），可為客戶直接節(jié)省50%的試劑。
         ü 采用上下180度攪拌方式，反應(yīng)**，偶聯(lián)率高。
         ü 可實(shí)現(xiàn)在線裂解，反應(yīng)**，裂解效果優(yōu)于有死角的攪拌法。
         ü 全系列*實(shí)現(xiàn)線性放大。
         ü 自動(dòng)清洗送液管路功能。
         1、PSI合成規(guī)模參考標(biāo)準(zhǔn)
        PSI合成規(guī)模以ABI433A肽合成儀技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為參考標(biāo)準(zhǔn)
        1）反應(yīng)器體積：8ml，最佳合成規(guī)模：0.10mmol
         2）反應(yīng)器體積：41ml，最佳合成規(guī)模：0.25/0.50mmol
         3）反應(yīng)器體積：55ml，最大（經(jīng)驗(yàn)）合成規(guī)模：1.0mmol
         2、PSI理論合成收率計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)
        1）大多數(shù)多肽的分子量在500~5000（mg/mmol）之間；
         2）合成收率zui低的分子量為1000，收率最高的分子量為4000；
         3）合成規(guī)模為0.01～0.1mmol，則合成收率為10 (0.01X1000) 至 400 (0.1X4000) 毫克；
         3、PSI對(duì)合成規(guī)模的理解
        1）液體輸送管道的粗細(xì)和電磁閥的尺寸是決定合成器合成規(guī)模的基本因素；
         2）同類型儀器與合成規(guī)模相差6-8倍，更經(jīng)濟(jì)合理。
         4、PSI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格合成器的合成音階