具体合成过程如下:
1. 去维护
使用Fmoc维护的柱子和单体,需应用碱性溶剂(如piperidine)去除氨基的维护基团。
2. 激活和交联
下一步是激活下一个氨基酸的羧基并使其溶解,激活的单体与游离的氨基在交联剂的作用下形成肽键。
3. 循环反应
以上两个步骤将重复进行,直至整条肽链的合成完成。
4. 洗脱和脱维护
根据肽链中的残基类型,使用不同的脱树脂溶剂从柱上洗脱,并通过脱维护剂(TFA)去除维护基团。
多肽是复杂的大分子,因此每条序列在物理和化学特性上都是独特的。一些多肽的合成难度较大,而另一些则在合成相对简单的同时,纯化过程较为复杂。常见的问题之一是许多肽不溶于水,相应地,这些疏水性肽需要在非水溶剂或特定缓冲液中溶解,而这些溶剂或缓冲液可能不适合用于生物实验系统,从而限制了研究人员的应用。因此,提供以下关于如何优化多肽设计的建议。
如何降低肽链合成难度?
1. 减少序列长度
肽的长度增加会导致粗产品纯度下降,而小于15个残基的肽较容易获得较高纯度的初始产品。当肽链长度超过20个残基时,准确产品的数量成为一个主要考虑因素。在许多实验中,将残基数减少到20以下往往能得到良好的实验结果。
2. 减少疏水性残基数量
疏水性残基显著占优势的肽,特别是在C端7-12个残基的区域,往往导致合成困难。这通常与合成过程中形成的β折叠结构有关,因此会出现不完全配对。建议用几个极性残基替代或加入Gly或Pro,以改善肽的结构。
3. 减少“困难”残基
含有多个Cys、Met、Arg和Try残基的肽通常难于合成。对于Cys可考虑用Ser作为非氧化的替代。
如何增强肽链的可溶性?
1. 改动N端或C端
对于酸性肽(pH值为7时带负电荷),建议进行乙酰化处理(N端乙酰化,C端保持自由羧基),以增加负电荷。对于碱性肽(pH值为7时带正电荷),建议氨基化处理(N端保持自由氨基,C端氨基化),以增强正电荷。
2. 缩短或加长序列
某些序列中富含大量疏水氨基酸(如Trp、Phe、Val等),当这些疏水残基超过50%时,通常难以溶解。为提高肽的极性,可以考虑加长序列或通过减少疏水残基的方式来降低肽链的长度,从而提高极性,使其更易溶于水。
3. 添加可溶性残基
对于某些肽链而言,添加一些极性氨基酸可以改善其溶解性。建议在酸性肽的N端或C端添加Glu-Glu,或者在碱性肽的N端或C端添加Lys-Lys。如果无法引入带电荷的基团,可以考虑将Ser-Gly-Ser加入N端或C端。然而,若肽链两端无法更改,则此方法无效。
4. 置换一个或多个残基
通过改动序列内某些残基,可以改善肽链的可溶性。通常,单个残基的替换即可显著提高疏水性,并且这种改变通常是保守的,比如将Gly替代Ala。
5. 选用不同的“结构”改变序列
如果可以利用某个序列来制备多个长度固定的串联或堆叠的多肽,则可以通过改变各个多肽起始点的方式来实现序列的变化。其原理在于创造一个新的良好平衡,调节同一多肽内的亲水和疏水残基,或者将“困难”残基(如两个Cys)分散在不同的多肽中,不再集中在同一分子内。
关注这些技巧,将能有效提高多肽的合成和溶解性,从而为生物医疗研究提供更可靠的材料和基础。想要了解更多生物科研相关内容,请访问尊龙凯时人生就博。