蛋白质和多肽类药物具有作用位点专一,疗效明确等优点,近年来,蛋白质和多肽类药物的研究和发展已经成为生物医药领域研究的一个热点。二硫键在维持多肽和蛋白质的空间立体结构及由此决定的生物活性中发挥着重要的作用。二硫键即为蛋白质或多肽分子中两个不同位点 Cys 的巯基(-SH)被氧化形成的S-S共价键。一条肽链上不同位置的氨基酸之间形成的二硫键,可以将肽链折叠成特定的空间结构。
多肽分子通常分子量较大,空间结构复杂,结构中形成二硫键时要求两个半胱氨酸在空间距离上接近。此外,多肽结构中还原态的巯基化学性质活泼,容易发生其他的副反应,而且肽链上其他侧链也可能会发生一系列修饰,因此,肽链进行修饰所选取的氧化剂和氧化条件是反应的关键因素,反应机理也比较复杂,既可能是自由基反应,也可能是离子反应。
多肽的二硫键修饰中,分子内或者分子间一对二硫键的合成通常比较容易,反应条件有多种选择,比如空气氧化,DMSO 氧化等温和的氧化过程,也可以采用 H2O2,I2,汞盐等激烈的反应条件,反应产物也比较容易纯化分离,得到较高的纯度和产率。
空气氧化法形成二硫键是多肽合成中最经典的方法,并且在早期的研究中取得了较好的结果。采用空气氧化法通常是将巯基处于还原态的多肽溶于水中,在近中性或弱碱性条件下(PH值6.5~10),反应 24 小时以上。为了降低分子之间二硫键形成的可能,该方法通常需要在低浓度条件下进行。
碘氧化法在多肽合成中应用同样广泛,一般将多肽溶于 25% 的甲醇水溶液或 30% 的醋酸水溶液中,逐滴滴加 10~15mol/L 的碘进行氧化,反应 15~40min。当肽链中含有对碘比较敏感的 Tyr、Trp、Met 和 His 的残基时,氧化条件要控制的更精确,氧化完后,立即加入维生素 C 或硫代硫酸钠除去过量的碘。
当一条肽链上需要形成两对或两对以上的二硫键时,反应过程就变得相对复杂。在固相合成多肽之前,需要提前设计几对二硫键形成的顺序和方法路线,选择不同的侧链巯基保护基,利用其性质差异,分步氧化形成两对或多对二硫键。通常采用的巯基保护基有 trt,Acm,Mmt,tBu,Bzl,Mob,Tmob 等多种基团。我们分别列出两种以 2-Cl 树脂和 Rink 树脂为载体合成的多肽上多对二硫键形成路线:
二硫键替代技术:
多肽中二硫键 C-S 键、C-C 键替代合成
尽管二硫键具有重要功能,但其极不稳定,易被还原,本公司提供 C-S、N-S 键或更长的硫醚键代替原有的一般的二硫键,使得多肽稳定性提高,从而提高该类富含二硫键的多肽的成药性。
公司与高校课题组合作,首次将 DTC 合成反应引入到订书肽的合成中,成功合成了系列订书肽,提高了多肽的螺旋度、稳定性及透膜能力,使得订书肽能够在细胞层面发挥作用。
DTC 反应介导的新型硫酯订书策略如图
订书肽合成技术:
订书肽(Stapled peptides)合成策略是近年来获得广泛关注的一类多肽修饰新技术,该策略通过在多肽骨架上引入不同的官能团,来达到获得稳定性强、细胞通透性好的多肽模拟物。该策略已在一些胞内PPIs的调控方面都展示了很好的潜力。其中,Verdine 等人发展了在多肽序列中i, i+3 或 i, i+4 或 i, i+7 位置引入不同长度侧链带有 α-甲基的非天然氨基酸通过烯烃复分解反应(RCM 反应)来合成订书肽的方法。这种新的含有 α-甲基非天然氨基酸的引入的订书肽策略能够有效地提高多肽的螺旋性、稳定性和细胞通透性,从而成功实现多肽体外及体内对胞内靶标的调控。本公司拥有多种不同类型的订书肽合成相关技术,曾为国内多所高校公司合成近千条订书肽。
PROTACs 设计与合成技术
申琅生物公司致力于从事多肽产品及药物小分子的研发、生产和销售以及技术转让的生物医药企业。致力于多肽类试剂和医药中间体的研究、开发和生产,积极推动多肽在生物医药等领域的研究与应用。公司为了服务广大科研工作者,还推出了一站式网站购物平台申琅商城(www.sl-biotech.com)。研发团队近年来围绕多肽药物、多肽合成新技术、糖基化多肽及非天然氨酸的开发及应用过程中的重要科学和技术问题进行了深入的创新性研究,取得了突出成绩。
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