多肽合成研究进展

作者：张馨予

[摘要]多肽是一类生物活性很高的物质。本文从化学合成和生物合成两个方面综述了多肽的合成，介绍了固相合成、液相分段合成法、施陶丁格连接、天然化学连接、光敏感辅助基连接、可去除辅助基连接、化学区域选择连接、氨基酸的羧内酸酐（NCA）法、组合化学法、酶解法、基因工程法、发酵法等合成方法的原理及其优缺点，对多肽合成方法的发展及其中药资源领域的应用进行了展望，为相关研究提供参考。

多肽是一类介于氨基酸和蛋白质之间的物质，由一种或多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成。已发现存在于生物体内的多肽达数万种多肽是一种蛋白质的结构片段，能起到蛋白质的活性基团作用，是人体新陈代谢、调节活动的重要物质。通过研究多肽的结构与功能之间的关系，进而了解多肽中各氨基酸系列的功能。在进行化合物的设计时，尽可能选择短肽，以便提高其生理活性，并且减少临床不良反应。在美国FDA1999年允许大豆蛋白制品标注可以预防心血管疾病的功能之后，随着人们对多肽中各氨基酸系列功能了解的不断深人及多肽药物和保健品的持续高速发展、多肽合成技术的日益成熟，越来越多的活性多肽已被开发并广泛应用于医药领域，多肽药物的开发越来越受到人们的重视，其市场需求也在日益增加。本文对近年来多肽的合成方法与研究进展进行综述。

1.多肽合成的分类

多肽的合成主要分为两条途径：化学合成和生物合成。化学合成主要是以氨基酸与氨基酸之间缩合的形式来进行。在合成含有特定顺序的多肽时，由于合成原料中含有官能度大于2的氨基酸单体，合成时应将不需要反应的基团暂时保护起来，方可进行成肽反应，这样保证了合成目标产物的定向性。多肽的化学合成又分为液相合成和固相合成。多肽液相合成主要分为逐步合成和片段组合两种策略。逐步合成简洁迅速，可用于各种生物活性多肽片段的合成。片段组合法主要包括天然化学连接和施陶丁格连接。近年，多肽液相片段合成法发展迅速，在多肽和蛋白质合成领域已取得了重大突破。在多肽片段合成法中，根据多肽片段的化学特定性或化学选择性，多肽片段能够自发进行连接，得到目标多肽。因为多肽片段含有的氨基酸残基相对较少，所以纯度较高，且易于纯化。1963年，美国著名生物化学家Merrifield提出了固相合成法，开展了多肽固相合成，即将氨基酸的c末端（羧基端）连接在不溶树脂上，然后在此树脂上依次进行氨基酸的缩合、延长肽链。固相合成方法可分为叔丁氧羰基（Boc）方法和9-芴甲基氧羰基（Fmoc）方法。人们以多肽的液相和固相合成方法为基础又发展了氨基酸的羧内酸酐（NCA)法、组合化学法等。

多肽的生物合成方法主要包括发酵法、酶解法，随着生物工程技术的发展，以DNA重组技术为主导的基因工程法也被应用于多肽的合成。

2.多肽的固相合成

多肽的合成是氨基酸重复添加的过程，通常从c端向N端（氨基端）进行合成。多肽固相合成的原理是将目的肽的第一个氨基酸c端通过共价键与固相载体连接，再以该氨基酸N端为合成起点，经过脱去氨基保护基和过量的已活化的第二个氨基酸进行反应，接长肽链，重复操作，达到理想的合成肽链长度，最后将肽链从树脂上裂解下来，分离纯化，获得目标多肽。

2.1 Boc合成法

Boc方法是经典的多肽固相合成法，以Boc作为氨基酸仪氨基的保护基，苄醇类作为侧链保护基，Boc的脱除通常采用三氟乙酸（TFA）进行。合成时将已用Boc保护好的№氨基酸共价交联到树脂上，INFA切除保护基，N端用弱碱中和。肽链的延长通过二环己基碳二亚胺（DCC）活化、偶联进行，最终采用强酸氢氟酸（HF）法或三氟甲磺酸（TFMSA）将合成的目标多肽从树脂上解离。在Boc合成法中，为了便于下一步的合成，反复用酸进行脱保护，些副反应被带人实验中，例如多肽容易从树脂上切除下来，氨基酸侧链在酸性条件不稳定等。

2.2 Fmoc合成法