什么是固相多肽合成？

拿著這個問題問問生科和化學的學生們，哪怕自己沒有操作過，很多人也能回答得差不多。畢竟固相多肽合成的出現(xiàn)，極大地催生了相關(guān)學科的發(fā)展。現(xiàn)在，一說合成多肽，第一反應就是用固相多肽合成技術(shù)，產(chǎn)率佳，純度高，質(zhì)量穩(wěn)定，對環(huán)境友好……這個技術(shù)的優(yōu)勢簡直太多了！

也正是因為固相多肽合成如此“好用”，自1920年多肽藥物胰島素問世以來，多肽藥物就重塑了在現(xiàn)代制藥領(lǐng)域的地位。在過去的20多年里，全球?qū)⒔薪^60種多肽類藥物獲得批準。根據(jù)一項全球多肽行業(yè)的數(shù)據(jù)分析，2016年至2024年多肽治療的年增長率將達到9.1%。多肽行業(yè)的發(fā)展，除了固相多肽合成技術(shù)的進步之外，現(xiàn)實的需求也很強勁，比如代謝疾病和癌癥發(fā)病率持續(xù)增加，需要更多多肽藥物來進行治療。當然，需求大，自然來錢多，最暢銷的治療代謝性疾病的多肽類藥物，例如利拉魯肽(Victoza)和類胰高血糖素肽1(GLP-1)每年至少有20億美元的銷售額。
咱們今天就來聊聊多肽藥物制備的那些事兒。

多肽藥物制備二三事

多肽泛指2～100個氨基酸經(jīng)肽鍵連接形成的化合物，多肽藥物具有生物活性高，特異性強，副作用小等特點。

從合成角度看，多肽藥物的制備主要有化學合成、基因重組及天然提取三種方法，其中固相化學合成多肽技術(shù)擁有產(chǎn)率佳，純度高，質(zhì)量穩(wěn)定，環(huán)境友好等優(yōu)勢，被廣泛應用于3～50個序列的多肽原料藥生產(chǎn)。
那么厲害的固相多肽合成，了解一下多肽的化學合成主要通過以下三種反應：(1) 有保護基氨基酸的脫保護反應；(2) 羧基脫保護和氨基酸活化的并行反應-生成加入肽鏈的下一氨基酸；(3) 偶聯(lián)反應-形成酰胺鍵并合成最終的多肽。在反應(1)中，原料是有保護基的氨基酸；在反應(2)中，需要多種試劑活化氨基酸的羧基。 

無論什么反應，起始原料的純度都至關(guān)重要。在多肽固相合成中，原料Fmoc-氨基酸中的雜質(zhì)主要源于Fmoc基團結(jié)合到氨基酸過程中的副反應，有以下三類：

二肽雜質(zhì)這類雜質(zhì)源于在氨基酸上接入Fmoc基團的試劑和已經(jīng)成形的Fmoc-氨基酸發(fā)生副反應。二肽雜質(zhì)存在會導致目標氨基酸重復插接。

β-丙氨酰類雜質(zhì)在氨基酸中引入Fmoc基團時，F(xiàn)moc-OSu會發(fā)生開環(huán)和重排，形成β-丙氨酰類雜質(zhì)。此類雜質(zhì)存在會導致另一分子的的β-丙氨酸殘基(B)或β-丙氨酸(A)取代目標氨基酸插接到肽段游離氨基酸雜質(zhì)游離氨基酸源于氨基酸與Fmoc試劑的不完全反應。游離氨基酸存在會導致多個目標氨基酸重復插接肽鏈，導致Fmoc基團在Fmoc-氨基酸衍生物儲存過程中自動催化裂解。

毫無疑問，這些雜質(zhì)都會大大降低固相多肽合成的產(chǎn)率和純度，增大提純難度。
多肽合成中的“隱藏殺手”：乙酸相比于氨基酸骨架的雜質(zhì)，乙酸則更像是固相多肽合成的“天敵”。由于分子量小且也會被活化劑活化，具有高反應活性，即便痕量乙酸也會在固相合成過程中截斷延伸的肽鏈。

多肽批次間差異

談完原料，可以說說多肽了。

序列相同的多肽，不同批次間存在差異，這個無法避免。序列不同的多肽，本身的性質(zhì)也有差異，比如聚集 – 疏水性多肽的濃度越高，聚集也越高，活性主要取決于聚集形態(tài)下的活性。

此外，穩(wěn)定性也很重要。多肽在儲存過程中會有化學轉(zhuǎn)變。比如含有Asp-Gly的多肽導致形成iso-Asp，多肽中的Cys通過形成二硫鍵而交聯(lián)以及Met氧化成亞砜和焦谷氨酸形成。這些雜質(zhì)有可能帶有細胞毒性，比如二硫蘇糖醇（DTT）。

除了純度之外，多肽的穩(wěn)定性跟儲存有關(guān)，凍干狀態(tài)常比溶液更穩(wěn)定；再一個影響穩(wěn)定性的因素就是氨基酸組成和序列，所謂sequence depends！

下面是幾個典型的組成和序列導致的穩(wěn)定性降低。
水解：含Asp (D)的多肽的常見問題。含有Asp-Pro (D-P)或Asp-Gly (D-G) 組合的多肽容易脫水，形成環(huán)狀亞胺中間體。另外，含有Ser (S) 的序列也可能形成可切割肽鏈的環(huán)狀亞胺中間體。

氧化：Cys (C)和Met (M)殘基是發(fā)生可逆氧化的主要氨基酸。甲硫氨酸殘基發(fā)生氧化后形成甲硫氨酸亞砜和/或甲硫氨酸砜，很難逆轉(zhuǎn)。

二酮哌嗪和焦谷氨酸形成：二酮哌嗪形成通常發(fā)生在甘氨酸(G)位于N末端第3位點時，Pro (P)或Gly (G)位于第1或第2位點時更易發(fā)生。如果Gln (Q)位于序列的N末端位點，則焦谷氨酸形成幾乎是不可避免的。這種轉(zhuǎn)變也可能發(fā)生在N末端位點含有Asn (N)的多肽序列中，但可能性較小。

歸根到底，想要高質(zhì)量的多肽產(chǎn)品，就一定需要高品質(zhì)的原料和試劑。

那么問題來了，多品種、高品質(zhì)、高性價比的試劑要去哪里買呢？

作為全國知名的多肽合成產(chǎn)品的品牌，固拓生物一直保持嚴格的質(zhì)控標準，提供高品質(zhì)的試劑，用于多肽合成、高通量有機化學、標記肽以及定制產(chǎn)品。范圍廣泛的產(chǎn)品系列目前包括1000多種創(chuàng)新產(chǎn)品，例如王樹脂和Rink樹脂、Boc和Fmoc氨基酸、以及COMU、HATU、HBTU和PyBOP偶聯(lián)試劑等等，盡可能滿足您的多肽合成需求。

寫到最后：

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