南开孙怀林教授：肽合成可从亚胺开始

　　

生物通报道：短链蛋白（多肽）的合成一般是由其组成物质——氨基酸开始的。最近，我国南开大学孙怀林（Huailin Sun）教授率领研究小组发现了一种类似于烯烃聚合（olefin polymerization）的更有效的肽合成方法，因为反应的成本低（原材料价格低廉），很适用于工业生产，这一成果刊登于《Angewandte Chemie》杂志。

无论是在动物体内还是在工厂，多肽链骨架是由游离氨基酸的羧基附加在正在生在生长的肽链的氨基上形成的，如同项链上的珍珠，氨基酸如此依次联系起来。而实际上，实现这种结构，并不一定从氨基酸开始。

亚胺（Imines）中含有碳氮双键（carbon-nitrogen double bond），如果能够通过CO分子以交互方式将它们串联起来，组胺将是一个理想的起始原料。如同一条由两种交互类型的珍珠串成的珍珠项链。

这个富于想象的过程类似于学名为Ziegler-Natta聚合的塑料加工过程。Ziegler-Natta聚合需要特定的金属催化剂，整个过程的中心环节是一个插入步骤，将下一个“珍珠”或单体挤入金属原子与正在生长的链之间。截至目前，试图利用这种共聚合作用进行肽合成的尝试都因为缺少合适、有效和持续运转的催化剂而以失败告终。孙怀林率领的研究小组获得了一种符合这些要求的催化剂：一个简单的钴复合体，因而能够利用这种技术完成之前其它方法无法实现的多肽合成。

孙怀林的下一个目标是在同一条链中加入更多的亚胺。

Huailin Sun, Metal-Catalyzed Copolymerization of Imines and CO: A Non-Amino Acid Route to Polypeptides, Angewandte Chemie International Edition 2007, 46, No. 32, doi: 10.1002/anie.200700646

目前肽合成常用方法简介

1． 固相合成(SPPS)
多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程，固相合成顺序一般从C端（羧基端）向 N端（氨基端）合成。过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。现在多采用固相合成法，从而大大的减轻了每步产品提纯的难度。为了防止副反应的发生，参加反应的氨基酸的侧链都是保护的。羧基端是游离的，并且在反应之前必须活化。化学合成方法有两种，即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多优势，现在大多采用Fmoc法合成。

具体合成由下列几个循环组成：
　
（1）去保护：Fmoc保护的柱子和单体必须用一种碱性溶剂（piperidine）去 除氨基的保护基团。
　　
（2）激活和交联：下一个氨基酸的羧基被一种活化剂所活化。活化的单体与游离的氨基反应交联，形成肽键。在此步骤使用大量的超浓度试剂驱使反应完成。循环：这两步反应反复循环直到合成完成。
　
（3）洗脱和脱保护：多肽从柱上洗脱下来，其保护基团被一种脱保护剂（TFA） 洗脱和脱保护。

2.液相肽合成
逐级浓缩是基于向不断增加的氨基酸组分中反复添加单链N-α保护的氨基酸，一般从链的C'末端氨基酸开始进行合成。