合成特定生物醫藥肽的過程通常包括以下幾個步驟:
1. 去維護
在肽合成的第一步,需使用堿性溶劑(如哌啶)去除保護在氨基上的Fmoc基團,以便后續的合成反應能夠繼續進行。
2. 激活與交聯
接下來,所需氨基酸的羧基需通過激活劑進行激活,激活的氨基酸單體會在交聯劑的作用下與游離氨基反應,形成肽鍵,從而連接成鏈。
3. 循環反應
上述兩步反應將循環進行,直到完整的肽鏈合成完成。
4. 洗脫與脫保護
根據肽鏈中殘基的不同,使用不同的樹脂脫附溶劑將其從反應柱中洗脫,同時保護基團通過脫保護劑(如TFA)進行移除。
值得注意的是,多肽作為復雜的大分子,其每條序列在物理和化學特性上具有獨特性。某些多肽的合成相對困難,而一些雖然合成容易,但純化難度較大。常見的問題是許多肽的水溶性差,導致在純化過程中,這些疏水肽需要溶于非水相溶劑或特定緩沖液,而這些溶劑可能不適合生物實驗環境,這限制了研究人員對該多肽的應用。因此,以下是關于優化多肽設計的幾點建議。
如何降低肽鏈合成的難度?
1. 縮短序列長度
肽的長度增加會降低粗產品的純度。建議將序列控制在15個殘基以下,這樣更容易獲得高純度的初產品。當長度超過20個殘基時,準確產品的產量將成為主要關注問題。在許多實驗中,減少殘基數低于20可以取得良好的實驗結果。
2. 減少疏水性殘基數
富含疏水性殘基的肽,尤其是在C端7-12個殘基的區域,往往導致合成困難。這通常是因為在合成過程中容易形成β折疊結構,導致不完全配對??紤]用一些極性殘基替換或加入甘氨酸(Gly)或脯氨酸(Pro)以松動肽構象可能會有所幫助。
3. 減少“難合成”殘基
多個半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)、精氨酸(Arg)和色氨酸(Trp)殘基通常較難合成。可考慮使用絲氨酸(Ser)替代半胱氨酸。
如何增強肽鏈的可溶性?
1. 改變N端或C端
對于酸性肽(在pH值為7時帶負電荷),建議進行乙?;幚恚∟端乙?;珻端保留自由羧基),以增加負電荷。而對于堿性肽(在pH值為7時帶正電荷),建議進行氨基化處理(N端自由氨基,C端氨基化),以增加正電荷。
2. 縮短或加長序列
某些肽鏈包含大量疏水氨基酸(如色氨酸、苯丙氨酸等),當這些殘基比例超過50%時,通常會難以溶解。通過增加肽鏈的長度或縮短肽鏈,可以提升其極性,從而提高溶解性。
3. 加入可溶性殘基
針對某些肽鏈,加入一些極性氨基酸能夠改善可溶性。例如,酸性肽的N端或C端可以加入谷氨酸(Glu-Glu)。而對于堿性肽,可以采用賴氨酸(Lys-Lys)處理。若不能加入帶電荷基團,則可以調整為絲氨酸-甘氨酸-絲氨酸組合。但如果肽鏈兩端不能改變,則該方法不適用。
4. 通過替換殘基改善可溶性
通過改變序列中某些殘基的組成,可以顯著改善肽的可溶性。一般來說,單個殘基的替換可有效減少其疏水性,例如用甘氨酸替代丙氨酸等。
5. 采用不同結構來改變序列
若能通過特定序列制備多條連結或者堆疊的多肽,則可以通過改變每條多肽的起始點來實現序列的變化,這樣有助于在同一多肽中創造親水與疏水殘基之間的良好平衡,避免“難合成”殘基(比如多個Cys)集中在同一分子內。
綜上所述,在多肽合成與優化的過程中,考慮這些因素將有助于提升其成功率與應用價值,俄羅斯專享會294將致力于為您提供更優質的服務與支持。