甘氨,
多肽的合成是一项很繁杂的工作,要求有旋光性的 α-氨基酸,按一定顺序连接起来,又要保持旋光性不变。例如由
丙氨酸和
甘氨酸两种
氨基酸合成二肽,两个氨基和两个
羧基的反应活性相差不大。
四种产物是甘-甘氨酸,甘-丙氨酸,丙-甘氨酸,丙-丙氨酸;多肽中有肽键存在,易发生各种反应,如
水解、氨解等,这就要求合成条件必须缓和,也就要对参于反应的氨基、羧基进行“活化”,使反应容易进行;有多个 -NH2 和 -COOH 存在,可能同时参加反应,这就要求把不需要参加反应的 -NH2 和 -COOH 暂时"保护"起来,只留下参加反应的 -NH2 和 -COOH。
活化
羰基:常使 -COOH 转化成
酰氯,
酸酐或,增强 -COOH 中C 原子上的正电性,利于 -NH2 的亲
核反应:
若合成长链的
多肽,需要反复进行保护 -NH2,活化 -COOH,去保护基等的操作。
用这种方法,在1953年人工合成
催产素,由9个
氨基酸组成,由
半胱氨酸的 -S-S- 连成环状结构;在1965年,中国合成由51个氨基酸组成的
结晶牛胰岛素,由 A、B 两个链组成。1979年
日本合成的由124个氨基酸组成的牛
胰核糖核酸酶。
20世纪70年代
美国化学家
梅里菲尔德(Merrifield R B)发明了一项快速、定量、能连续合成多肽的方法,-固相合成技术,由此他获得1984年 Noble 化学奖。
把要合成的肽链的
末端氨基酸的
羧基以
共价键的形式与不溶性(固相)高分子树脂(如
氯甲基化的
聚苯乙烯小球)相连,形成高分子树脂为
酯基的氨基酸酯;另一
氨基保护的氨基酸与之反应,形成肽键,脱去氨基保护,再与另一个氨基保护的氨基酸反应,形成第二个肽键,重复上述操作,形成第三个,第四个……肽键,最后从固相上断裂下来合成的
多肽链,得到纯净的多肽。
1)是把第一个氨基酸接到树脂上,2)是脱去 -NH2 保护基,3)是形成第一个肽键,即接上第二个氨基酸,4)脱去连在树脂上的
二肽的 -NH2 保护基。
例:19种
氨基受保护的 α-氨基酸分别连结到树脂上,得到19种与树脂相连的氨基酸,混合后脱保护,再均分成19份,分别与19种氨基受保护的 α-氨基酸进行反应,得到19×19种与树脂相连的二肽。这些
二肽混合后,脱保护,再分成19份,分别与19种氨基保护的氨基酸反应,可得到19×19×19种与树脂相连的三肽。如果进行五次重复操作,可得到195种与树脂相连的五肽(称为250万种五肽库)。用HF断下树脂即可得到250万种五肽。
当受体分子和其中的一种肽段形成显色
配位化合物时,可通过
显微镜,甚至用肉眼就能观察,分离出来,然后用
盐酸胍洗涤去受体分子,再用微量
多肽测序仪测定肽链氨基酸连接顺序,则得到有效的肽链,从树脂上断下肽链,得到需要的肽。一种受体筛选后,将受体洗去,可以再用别的受体筛选。