固相多肽合成树脂的特征和进展(1)的论文

固相多肽合成树脂的特征和进展（1）的论文 摘要讨论了固相多肽合成（spps）的基本原理，以及固相多 肽合成树脂的特征和进展；着重讨论了聚苯乙烯-苯二乙烯树脂的性 质。 关键词固相多肽合成（spps）树脂 前言 自从1963年merrifield发展成功了固相多肽合成 （spps）方法以来，经过不断的改进和完善，到今天这个方法已成 为多肽和蛋白质合成中的一个常用技术，表现出了经典液相合成法 无法比拟的优点。 固相合成的主要设计思想是[1]先将所要合成肽链的羟未端氨 基酸的羟基以共价键的结构同一个不溶性的高分子树脂*相连，然后 以此结合在固相载体*上氨基酸作为氨基组分经过脱去氨基保护基， 并同过量的活化羟基组分反应接长肽链。重复（缩合一洗涤一去保 护一中和和洗涤一下一轮缩合）操作，达到所要合成的肽链长度； 最后将肽链从树脂上裂解下来，经过纯化等处理，即得所要的多 肽。 将固相合成与其它技术分开来的唯一特征是固相载体。 merrifield和erickon提出了一种有用的载体必须满足的普遍要求 [2] 它必须包含反应位点，以使肽链能连在这些位点上，并在以后 除去；它还必须对合成过程中的物理和化学条件稳定；载体必须允 许在不断增长的肽链和试剂之间快速的、不受阻碍的接触；另外， 载体必须允许提供足够的连接点以使每单位体积的载体给出有用产 量的肽，并且必须尽量减少被（载体）束缚的肽链之间的相互作 用。.虽然这些要求的限度还不是很清楚。 并不是所有的要求都很容易达到；而且这里还有一些矛盾。在 一个被液体介质自由渗透的轻度交联的胶状系统中，被缚肽链和溶 解的试剂之间的不受阻碍的接触似乎可以很容易达到。传统的聚苯 乙烯（ps）树脂就是这种类型；另一方面，被缚肽链之间的相互作 用可以在一个固体表面功能化的、刚性更强的系统中达到。曾研究 过表面功能化的硅，但它的容易可能很低。在这些极端之间有许多 实用的或潜在的固相系统，对它们有各种描述爆米花、巨孔、巨 网和接枝共聚物。实际中发现简单的凝胶状树脂具有最好的综合性 能⑵。 用于多肽合成的高分子载体主要有三类［3］交联聚苯乙烯； 聚酰胺；聚乙烯-乙二醇类树脂。 1、聚苯乙烯-苯二乙烯交联树脂 1.1树脂的选择和性质 聚苯乙烯-苯二乙烯交联树脂是多肽合成中最早、最常用的固相 载体，其结构如图1.1*树脂是一种有机聚合物，作者认为在 反应基团（接头）导入前的叫树脂比较适合，如聚乙烯-苯二乙烯。 聚丙烯酰胺；树脂导入接头后则叫载体，但通常不用严格区分，可 笼统使用。 图1.1 它由小珠体构成，直径20-150U mo为了使载体具有较大的网 格空间足以容纳不断增长的较长肽链而且便于反应物进入载体内 部，一般均采用1-2交联度的ps树脂。但交联度过低，则溶胀性 过大，不易过滤，而且机械性能不好，易于破碎。有人采用了另外 一类办法。例如，① 采用高达20交联度的ps树脂。这种树脂 的内部网格很小，类似于实心球。因此，肽链的接长反应只能在树 脂表面上进行。② 以玻璃珠或聚乙烯醇（pva）为内核，聚合上 一层低交联或无交联的pso③用20交联的ps珠体为核心，再 在表面聚合上一层低交联的ps制成表层树脂或者在kel-f上进行幅 照接技。但①和②的应用较果并不理想。1.2反应基团的导入 上面的聚合物是起支撑和载带作用，并不能直接连上（第一 个）氨基酸，必须要在苯环上导入反应基团（接头）。最简单而最 常用的基团是氯甲基。它可以通过一个傅氏反应导入（式1.1） （1.1） 它能同n-保护氨基酸的羟基反应形成节酯的结构而把起始氨基酸挂 到树脂上。反应如式1.2。 （1.2） 由于氯甲基树脂同n-保护氨基酸的羟基反应的条件较为激烈， 有的氨基酸，如his和met等，还可能发生烷基化等副反应。因 此，除一方面发展了反应活性较高的漠甲基树脂外，又发展了羟甲 基树脂（1-2） o它可以由（1-1）通过式1.3反应来制备。 1.3 但是，由于用于氯甲基化的氯甲基乙醍有致癌作用；并且ps的氯甲 基化被认为是一个潜在的麻烦反应，因此它增加附着在聚合物上其 它官能团被污染的机会；同时，人们主要从两个方面对数值作了改 进。①在苯环上导入-cl、-no2、-conhr等吸电子基团；②将节 酯形式改为更易酸解的二苯甲酯或烷氧苯酯。在boc化学中，通常 认为①可能增强对酸的稳定性，不过裂解产率可能稍低一些，但 总的还是认为有利的。atheron和sheppard则认为改进后的树脂可 通过不包含氯甲基化和其它的傅氏反应来获得最大的优点［1］。他们 主要是讨论fmoc方法的。如将对-羟甲基苯乙酸与氨甲基聚苯乙烯 结合，得到所谓的pam树脂1-3 o在boc和fmoc化学中都有很 广的应用。王oc化学中也是很值得注意的。另外为了制备c-端为 酰胺基的多肽，还可采用氨甲基树脂1-5 o 这样得到的树脂替代值一般在0.31.2mmol/g之间；常规应用 中 0.5mmol/g 较为理想［3］ ［4］。 等报道［5］,用n-叔丁氧洗基-2-氨基乙硫醯处理的氯甲基 树脂merrilield树脂的衍生物，可用固相合成方法来产生硫醇 端多肽。此种多肽很适合随后的化学缀合反应等。henning ds等［6］ 则发现arg或lys侧基的merrifield树脂能从溶液ph7.8中吸着 胆红素。但其它氨基酸侧基无此吸附现象。 1. 3其它应用和进展 1. 3. 1固相片段缩合［1］ 用merrifield开创的逐个接长肽链的固相合成具有简单快速的 优点。但这个方法存在一个问题，即由于各种内缺失肽和其它副产 物的存在，使得合成的最后产物很难纯化，特别是在合成大肽或蛋 白质的时候。此外，合成的肽越长，经过的缩合循环也越多，最后 产物的产率也越低。而用固相片段缩合，不是每次接长一个氨基 酸，而是接长一个肽段。这样可以在很大程度上解决上述问题① 减少了缩合循环的次数，可以提高最后产物的产率；②由于每一 个反应的片段无论是用液相的或固相合成获得的都可以先经过纯化 得到纯品，这样，最后的副产物也就相应地减少很多，而且所产生 的各种内缺失肽的理化性质也和所需产物的性质有较大的差别，因 而最后易于分离纯化。 如我国科学工作者于1957年完成了胰高血糖素的全合成，产物经过 分离纯化后，可以得到具有全部活力的胰高血糠素的结晶。 以后人们又发展了很多适用于固相片段缩合的树脂[7],如 hmba-am树脂1-6 , novasyn kb树脂1-7。前者具有极好 的物理和溶胀性能，并适合在间歇系统中应用；后者则应用于连续 流动系统。另外还有府树脂1-8、漠化f中溶胀至于体积的10 倍，在水中更高；而在非极性的dem中则膨胀得低得多了。从这处 意义上讲，它们的特性与树脂相反。 sparrosc-烯丙胺、n-丙烯酰基-1, 6-二氨基己烷hcl[8]，或n- 甲基丙烯酰基-1, 3-二氨丙烷hcl[8] [9] o树脂载荷0.15- 1.4mmol/go该树脂很适用于fmoc化学合成。纯品肽可占粗品的 80-95,包括那些用传统ps树脂合成