多肽及多肽合成(chéng)簡介
多肽和蛋白質是α－氨基酸以“肽鏈”（Fig. 1）連接在一起(qǐ)而形成(chéng)的線型聚合物。 肽鍵是一個氨基酸的羧基與另一氨基酸的氨基發(fā)生縮合反應脫水成(chéng)肽時，羧基和氨基形成(chéng)的酰胺鍵。氨基酸是含有連接于α-碳原子的一個氨基(NH3)、一個羧基(COOH)、和一個可變側鏈(R)的有機化合物。 通常，羧酸和羧基并不十分活潑，在酰胺鍵形成(chéng)前需要活化羧酸(Fig. 2)。
Fig. 1: 多肽結構
可控的 多肽合成(chéng) 需要選擇性地對(duì)各種(zhǒng)功能(néng)基團進(jìn)行保護和去保護：如氨基、羧基或側鏈的官能(néng)團。側鏈賦予了各個氨基酸不同的屬性， 有助于指導蛋白的折疊。
Fig. 2: 肽鍵經(jīng)多肽偶聯劑作用下耦合而成(chéng)
有序的 多肽合成(chéng) 需要對(duì)各種(zhǒng)功能(néng)基團進(jìn)行選擇性的保護和脫保護: 包括氨基、羧基和側鏈等功能(néng)基團。側鏈基團賦予了每個氨基酸獨特屬性，并有助于決定蛋白的折疊。
目前，有兩(liǎng)種(zhǒng)多肽合成(chéng)機制或策略。第一種(zhǒng)是使用Fmoc基團保護氨基酸氨基端(對(duì)堿敏感, Fig. 3)，第二種(zhǒng)是使用Boc基團保護氨基酸氨基端(對(duì)酸敏感, Fig. 4)。
Fig. 3: Fmoc合成(chéng)法 (Wang resin)
Fig. 4: Boc 合成(chéng)法 (Merifield resin)
固相合成(chéng)的合成(chéng)順序一般是從C端（羧基端）向(xiàng) N端（氨基端）進(jìn)行。固相多肽合成(chéng)方法（SPPS）可以在每一個反應循環後(hòu)通過(guò)洗脫的方法有效地去掉剩餘的試劑以及可溶性的副産物，而合成(chéng)的多肽仍被(bèi)錨定在不溶的固相樹脂上。樹脂通常由聚苯乙烯組成(chéng)。
多肽合成(chéng)的有序進(jìn)行和酰胺健的形成(chéng)都(dōu)需要使用氨基基團的可逆離子。三種(zhǒng)常見的保護機制是: 叔丁基羰基(tBoc)、芴甲氧羰基(Fmoc)和N-Allyloxycarbonyl (Alloc)。
這(zhè)些代表不同的保護和脫保護機制。當然，側鏈功能(néng)基團也是需要進(jìn)行保護和脫保護的。在第一個氨基酸錨定在樹脂上後(hòu)，它的氨基保護性基團Fmoc會被(bèi)去掉。爲了證實Fmoc已被(bèi)去掉，可執行一項檢測，即kaiser test。接著(zhe)攜帶活化羧基的Fmoc-氨基酸會被(bèi)加入(即耦合連接)。Fig. 5列出部分偶聯劑例子。
Fig. 5: 部分偶聯劑
我們用kaiser test來檢測耦合是否完全。這(zhè)個過(guò)程在脫保護、耦合、洗脫循環中被(bèi)反複執行，直到最後(hòu)整條多肽被(bèi)全部合成(chéng)。接著(zhe)合成(chéng)的多肽被(bèi)從樹脂上裂解下來，同時側鏈的保護基團也被(bèi)去掉。多肽的純化通常包括以下過(guò)程，先通過(guò)添加乙醚將(jiāng)多肽從裂解反應混合物中沉澱出來；接著(zhe)將(jiāng)多肽和樹脂混合物重懸在水或酸的水溶液中，通過(guò)過(guò)濾，去掉樹脂。進(jìn)一步純化即凝膠過(guò)濾、離子交換層析和反相高效液相色譜法（reversed-phase HPLC）。
Fig. 6: 多肽形成(chéng)
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