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當(dāng)前化學(xué)合成多肽的方法主要有兩種，即 Fmoc 和 tBoc ；由于 Fmoc 比 tBoc 存在更多優(yōu)勢，所以現(xiàn)在較流行的是 Fmoc 法。多肽合成是一個重復(fù)添加氨基酸的過程，合成方向是從 C 端（羧基端）向 N 端（氨基端）進行；過去多肽合成大多是在液相中進行，現(xiàn)在大多采用固相合成，從而大大的降低了每步產(chǎn)品提純的難度；為了防止副反應(yīng)的發(fā)生，合成柱和添加的氨基酸的側(cè)鏈都是預(yù)先被保護的，只有羧基端是游離的，并且在反應(yīng)之前必須先用化學(xué)試劑活化它。

具體合成步驟如下：  

1 、去保護： Fmoc 保護的柱子和單體必須用一種堿性溶劑（piperidine）去除氨基的保護基團。

2 、激活和交聯(lián)：下一個氨基酸的羧基被一種激活劑所激活溶解，激活的單體與游離的氨基在交聯(lián)劑的作用下交聯(lián)，形成肽鍵。

3 、循環(huán)：這兩步反應(yīng)反復(fù)循環(huán)直到整條肽鏈合成完畢。

4 、洗脫和脫保護：根據(jù)肽鏈所含的殘基不同，用不同的脫樹脂溶劑從柱上洗脫下來，其保護基團被一種脫保護劑（TFA）洗脫和脫保護。

多肽是復(fù)雜的大分子 , 因此每條序列在物理和化學(xué)特性上都是獨特的，有些多肽合成很困難 , 另有些多肽雖然合成相對容易 , 但純化困難；最常見的問題是許多肽不溶于水溶液 , 因此在純化中 , 這些疏水肽必須溶于非水溶劑中或特殊的緩沖液 , 而這些溶劑或緩沖液很可能不適合應(yīng)用于生物實驗系統(tǒng) , 因此研究人員不能使用該多肽達到自己的目的 , 因此下面是對于研究人員設(shè)計多肽的一些建議。  

如何降低肽鏈合成的難度？  

1. 減少序列長度  

由于肽的長度增加會導(dǎo)致粗產(chǎn)物純度降低 , 小于 15 個殘基的肽比較容易得到較高純度的初產(chǎn)物，當(dāng)肽鏈長度增加到 20 個殘基以上時 , 正確產(chǎn)物的量就是一個主要考慮的問題。在許多實驗中 , 降低殘基數(shù)低于 20 往往能得到更好的實驗結(jié)果。  

2. 減少疏水性殘基數(shù)  

疏水性殘基占明顯優(yōu)勢的肽，尤其在距 C 端 7-12 個殘基的區(qū)域，常常引起合成困難。這通常被認為是由于合成中形成 b 折疊片，這樣會產(chǎn)生不完全配對。用 1 個或幾個極性殘基置換 或加入 Gly 或 Pro 以打開肽結(jié)構(gòu)可能會有幫助。  

3. 減少“困難”殘基  

有多個 Cys 、Met 、Arg 、Try 殘基通常難于合成。 Ser 通常可作為 Cys 的非氧化替換。  

如何增強肽鏈的可溶性？ 

?  改變 N 端或 C 端  

對于酸性肽 ( 即 pH 值為 7 時帶負電荷 ), 我們推薦乙酰化 (N 端乙?；?nbsp;, C 端保持自由羧基 ), 以增加負電荷。而對于堿性肽 ( 即 pH 值為 7 時帶正電荷 ), 我們推薦氨基化 (N 端自由氨基 , C 端氨基化 ), 以增加正電荷。 

?  縮短或加長序列  

某些序列含有大量疏水氨基酸 , 如 Trp 、Phe 、Val 、Ile 、Leu 、Met 、Tyr 和 Ala 等 , 當(dāng)這些疏水殘基大于 50% 通常難于溶解。為了增加肽的極性 , 加長序列可能會有幫助。另外一種選擇是通過減少疏水殘基的方法降低肽鏈的長度以增加極性。肽鏈極性越高 , 就越有可能溶于水。 

?  加入可溶性殘基  

對于某些肽鏈而言 , 加上一些極性氨基酸能改善可溶性。我們推薦給酸性肽的 N 端或 C 端加上 Glu-Glu 。給堿性肽的 N 端或 C 端加上 Lys-Lys 。如果不能加入帶電荷基團 , 可以將 Ser-Gly-Ser 加到 N 端或 C 端。但是 , 肽鏈的兩端不能改變時 , 該方法則不可行。  

?  通過置換一個或多個殘基改變序列  

肽鏈的可溶性可通過改變序列內(nèi)某些殘基來改善。通常單個殘基的替換就能顯著改善其疏水性 , 而這種改變通常是較為保守的 , 如用 Gly 代替 Ala 。  

?  通過選用不同 “ 框架 ” 來改變序列  

如果能用某個序列來制備許多長度一定的相互串連或重疊的多肽 , 則可以用改變各個多肽起始點的方法來實現(xiàn)改變序列的目的。其原理是 : 在同一多肽的親水和疏水殘基間創(chuàng)造新的更好的平衡 , 或?qū)⑼欢嚯膬?nèi)的“ 困難 ”殘基 ( 比如 2 個 Cys) 放進兩個不同的多肽而不是集于同一分子內(nèi)。  

特殊氨基酸殘基對肽鏈特性影響的一些要點  

對于由遺傳密碼編碼的二十種氨基酸及蛋白質(zhì)中常見的其他氨基酸 , 按其特性可以用幾種方法進行分類。目前有最常見的氨基酸的三字母代碼和單字母代碼，以及不同的分類方法。