多肽合成

什么是固相多肽合成？

拿着这个问题问问生科和化学的学生们，哪怕自己没有操作过，很多人也能回答得差不多。毕竟固相多肽合成的出现，极大地催生了相关学科的发展。现在，一说合成多肽，第一反应就是用固相多肽合成技术，产率佳，纯度高，质量稳定，对环境友好……这个技术的优势简直太多了！

也正是因为固相多肽合成如此“好用”，自1920年多肽药物胰岛素问世以来，多肽药物就重塑了在现代制药领域的地位。在过去的20多年里，全球将近有近超过60种多肽类药物获得批准。根据一项全球多肽行业的数据分析，2016年至2024年多肽治疗的年增长率将达到9.1%。多肽行业的发展，除了固相多肽合成技术的进步之外，现实的需求也很强劲，比如代谢疾病和癌症发病率持续增加，需要更多多肽药物来进行治疗。当然，需求大，自然来钱多，最畅销的治疗代谢性疾病的多肽类药物，例如利拉鲁肽(Victoza)和类胰高血糖素肽1(GLP-1)每年至少有20亿美元的销售额。
咱们今天就来聊聊多肽药物制备的那些事儿。

多肽药物制备二三事

多肽泛指2～100个氨基酸经肽键连接形成的化合物，多肽药物具有生物活性高，特异性强，副作用小等特点。

从合成角度看，多肽药物的制备主要有化学合成、基因重组及天然提取三种方法，其中固相化学合成多肽技术拥有产率佳，纯度高，质量稳定，环境友好等优势，被广泛应用于3～50个序列的多肽原料药生产。
那么厉害的固相多肽合成，了解一下多肽的化学合成主要通过以下三种反应：(1) 有保护基氨基酸的脱保护反应；(2) 羧基脱保护和氨基酸活化的并行反应-生成加入肽链的下一氨基酸；(3) 偶联反应-形成酰胺键并合成最终的多肽。在反应(1)中，原料是有保护基的氨基酸；在反应(2)中，需要多种试剂活化氨基酸的羧基。 

无论什么反应，起始原料的纯度都至关重要。在多肽固相合成中，原料Fmoc-氨基酸中的杂质主要源于Fmoc基团结合到氨基酸过程中的副反应，有以下三类：

二肽杂质这类杂质源于在氨基酸上接入Fmoc基团的试剂和已经成形的Fmoc-氨基酸发生副反应。二肽杂质存在会导致目标氨基酸重复插接。

β-丙氨酰类杂质在氨基酸中引入Fmoc基团时，Fmoc-OSu会发生开环和重排，形成β-丙氨酰类杂质。此类杂质存在会导致另一分子的的β-丙氨酸残基(B)或β-丙氨酸(A)取代目标氨基酸插接到肽段游离氨基酸杂质游离氨基酸源于氨基酸与Fmoc试剂的不完全反应。游离氨基酸存在会导致多个目标氨基酸重复插接肽链，导致Fmoc基团在Fmoc-氨基酸衍生物储存过程中自动催化裂解。

毫无疑问，这些杂质都会大大降低固相多肽合成的产率和纯度，增大提纯难度。
多肽合成中的“隐藏杀手”：乙酸相比于氨基酸骨架的杂质，乙酸则更像是固相多肽合成的“天敌”。由于分子量小且也会被活化剂活化，具有高反应活性，即便痕量乙酸也会在固相合成过程中截断延伸的肽链。

多肽批次间差异

谈完原料，可以说说多肽了。

序列相同的多肽，不同批次间存在差异，这个无法避免。序列不同的多肽，本身的性质也有差异，比如聚集 – 疏水性多肽的浓度越高，聚集也越高，活性主要取决于聚集形态下的活性。

此外，稳定性也很重要。多肽在储存过程中会有化学转变。比如含有Asp-Gly的多肽导致形成iso-Asp，多肽中的Cys通过形成二硫键而交联以及Met氧化成亚砜和焦谷氨酸形成。这些杂质有可能带有细胞毒性，比如二硫苏糖醇（DTT）。

除了纯度之外，多肽的稳定性跟储存有关，冻干状态常比溶液更稳定；再一个影响稳定性的因素就是氨基酸组成和序列，所谓sequence depends！

下面是几个典型的组成和序列导致的稳定性降低。
水解：含Asp (D)的多肽的常见问题。含有Asp-Pro (D-P)或Asp-Gly (D-G) 组合的多肽容易脱水，形成环状亚胺中间体。另外，含有Ser (S) 的序列也可能形成可切割肽链的环状亚胺中间体。

氧化：Cys (C)和Met (M)残基是发生可逆氧化的主要氨基酸。甲硫氨酸残基发生氧化后形成甲硫氨酸亚砜和/或甲硫氨酸砜，很难逆转。

二酮哌嗪和焦谷氨酸形成：二酮哌嗪形成通常发生在甘氨酸(G)位于N末端第3位点时，Pro (P)或Gly (G)位于第1或第2位点时更易发生。如果Gln (Q)位于序列的N末端位点，则焦谷氨酸形成几乎是不可避免的。这种转变也可能发生在N末端位点含有Asn (N)的多肽序列中，但可能性较小。

归根到底，想要高质量的多肽产品，就一定需要高品质的原料和试剂。

那么问题来了，多品种、高品质、高性价比的试剂要去哪里买呢？

作为全国知名的多肽合成产品的品牌，固拓生物一直保持严格的质控标准，提供高品质的试剂，用于多肽合成、高通量有机化学、标记肽以及定制产品。范围广泛的产品系列目前包括1000多种创新产品，例如王树脂和Rink树脂、Boc和Fmoc氨基酸、以及COMU、HATU、HBTU和PyBOP偶联试剂等等，尽可能满足您的多肽合成需求。

写到最后：

我们提供：多肽合成、定制多肽、多肽中间体、化妆品多肽、目录肽、多肽文库构建、抗体服务、氨基酸及衍生物、订书肽、药物肽、固相树脂及缩合试剂等。 如需要请选择杭州固拓生物公司。

原创文章如有转载，请注明出处“本文首发于固拓多肽合成生物科技有限公司（www.gotopbio.com）”