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蛋白质（多肽）的合成 意义和基本步骤 氨基酸之间反应的复杂性 氨基的保护 氨基的保护 常用的氨基保护基团 常用的氨基保护基团 羧基的保护 羧基的保护 侧基的保护 羧基的活化 肽键的形成 偶联剂和肽键的形成 多肽合成的策略 多肽固相合成法 多肽固相合成和液相合成的比较 组合合成法合成多肽 * 蛋白质的合成 化学合成 生物合成 由不同氨基酸按一定顺序的控制合成 蛋白质（多肽）的化学合成 由一种或几种氨基酸聚合或共聚合 液相合成法：在有机溶剂中进行的均相反应 固相合成法：以不溶性高聚物为载体，尽可能以统一的自动化方法在短时间内合成 多肽的全合成可验证新的多肽结构 设计新的多肽，用于研究结构和功能的关系 为多肽生物合成反应机理提供重要信息 建立模型酶 合成新的多肽药物 氨基、羧基和侧链基团的保护 羧基的活化和形成酰胺键的缩合反应 重复上述反应以形成更多的酰胺键 脱除保护基团，得到最终产物－－目标多肽 DCC：N,N’-二环己基碳二亚胺（N,N’-dicyclohexylcarbodiimide） 对暂时勿需参与反应的活性基团的保护和对参与形成酰胺键的羧基进行活化，是成功合成具有特定氨基酸顺序的多肽的两个基本条件。 保护基团的原则 能与被保护基团结合 除去时不影响肽链 氨基的亲核性很强，其经酰化后，亲核性消失。因此对游离氨基实施酰基化，是保护氨基的基本方法 1. 叔丁氧基羰基(tert-butoxycarbonyl group, 简称t-Boc) t-Boc基团可以在温和的酸性条件下被除去，产物容易分离 2. 苄氧羰基(carbobenzoxy group, 简称CBz) CBz基在弱酸性条件下比较稳定，在催化氢解时可被除去，产物也容易分离 氨基酸中的羧基一般是以成盐（钾盐、钠盐、三乙胺盐等，临时性）或成酯的方式被保护。氨基酸甲酯和乙酯是将氨基酸与甲醇或乙醇在盐酸存在下反应制得。 氨基酸苯甲醇酯（benzyl ester, 苄酯）：先生成氯亚硫酸酯 叔丁醇酯（t-butyl ester）的制备一般采用酯交换法 ?,?-COOH of Glu, Asp Glu(OMe) Glu(OBut) Glu(OBzl), Asp(OBzl) -OH of Ser, Thr Ser(Bzl) Ser(But) Thr(Bzl) His的咪唑基：His(CBz), His(Tos, 对甲苯磺酸基) 保护至最后 ?-NH2 of Lys：Tos；在Na-NH3中除去，在催化氢化或HBr/HAc除?-NH2的保护基CBz时不受影响 -SH of Cys：Bzl (Na-NH3中除去); MBzl(对甲氧苄基，HF、0?C、30min除去); Trt(三苯甲基) 正常条件下，氨基酸的羧基和氨基之间不会自发形成肽键，故两者必须有一转变为更活泼的形式。由于活化氨基的反应激烈，且常常产生消旋化，通常将羧基活化。 其共同的驱动力为碳原子亲电性的加强：由于活化取代基X的负诱导效应，被活化基团中原来的低电子密度进一步降低，形成的亲电中心允许亲核的非离子化氨基对它进行攻击。 合成肽的常规方法是从C端向N端进行 1. 羧基活化法 酰氯法 实际中很少应用，因为容易引起氨基酸消旋化 酸酐法 由于有两个亲电中心，形成肽键时有等量的副产物 解决方法： 仍有氨基酸消旋化的问题 酰基叠氮法 优点是不易引起氨基酸的消旋化 酰基叠氮在使用和储存时易分解 活性酯法 另一种重要的活性酯 活性酯与氨基反应形成的酰胺键 偶联剂：一种能帮助羧基和氨基之间脱水和缩合的试剂 碳二亚胺(carbodiimides)：一类偶联剂的总称，结构通式为 分子的中心碳原子具有亲电性，容易受亲核试剂进攻，因而碳二亚胺可与各种弱酸加成 类似酸酐结构 碳二亚胺与羧基反应，形成不稳定的类酸酐中间产物，可进一步发生三种类型的反应 由第二分子酸进攻形成酸酐 （脲） 与胺直接反应形成酰胺键 最常用的是N,N’-二环己基碳二亚胺(DCC): DCC作为偶联剂合成二肽的反应过程 在温和反应条件(0?C)下，第二分子氨基酸(羧基已被保护)与DCC不发生作用，但可以与类酸酐中间产物反应，生成肽键。DCU不溶于大多数有机溶剂，易与多肽产物分离。 Woodward试剂：本身是一种脱水剂。先在碱的作用下开环，形成一类似于碳二亚胺的活性碳原子： Woodward 试剂的应用范围比DCC小。优点是方法简便，产率高；缺点是容易产生消旋化。 对合成相对分子质量不大的多肽，两种方法均可采用；而若合成相对分子质量大的多肽，一般采用片段组合法：合成含有32个氨基酸残基的多肽，若要求总产率为30%，对于片段组合法和逐步增长法，其每一步的产率分别要求为78%和96%左右。 Merrifield合成法：所要合成的目标多肽的C端氨基酸的羧基（氨基