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芋螺毒素的线性肽合成的相关介绍

2022.11.07

  芋螺毒素的化学合成是获得芋螺毒素的重要方法,也是进一步研究芋螺毒素活性与结构的基础。关于芋螺毒素线性肽的合成研究已较深入,合成过程中最主要的问题是二硫键如何正确连接。针对不同的芋螺毒素合成,一般是在原有研究基础上,进一步摸索适宜的保护基团和折叠方法。在线性肽的合成过程中,应优化反应试剂,减少副产物的形成,缩短反应时间,提高合成效率。

  自从20世纪80年代中期合成α-芋螺毒素GI和MI以及ω-芋螺毒素GVIA以来,有数百种芋螺毒素肽都通过多肽固相合成法(solidphase peptide synthesis,简称SPPS)合成。方向是从C端到N端。每一个氨基酸连接由以下几个过程组成:首先是去保护,即保护氨基酸必须用一种碱性溶剂去除氨基的保护基团;其次是氨基酸活化,即下一个连接的氨基酸羧基被一种活化剂所活化;最后是偶联,活化的单体和游离的氨基反应,形成肽键。以上3步循环进行,直至所需的肽合成完毕。

  在合成过程中,氨基酸保护基团对合成有着重要影响,特别是一些易于氧化的氨基酸,如Met,Trp等,选择适宜的保护基团可以减少副反应发生。由于芋螺毒素富含半胱氨酸,所以在合成时半胱氨酸保护基团需要慎重考虑。在固相合成中,半胱氨酸有10种以上的保护基团供选择。这些保护基团对酸碱或金属离子的稳定性不同,可以根据这一特点脱去保护基团,从而可以形成游离的巯基、硫醇盐或者直接脱去保护基团且同时形成二硫键,在这个过程中,切割液起着决定性作用。S-Trt、S-Tmob、S-Xan是芋螺毒素合成中常用的半胱氨酸保护基团,对酸不稳定,因此可与其它的保护基团一起用TFA等切割液脱去形成游离的巯基。S-Acm对酸很稳定,可用于Boc或Fmoc合成中,一般用I2或者Tl(tfa)3直接脱去并同时形成二硫键,也可以在汞盐的条件下脱去并形成游离的巯基,这时要注意His,Met,Trp或者Tyr,它们都有可能被氧化。在Boc合成中,最常用的保护基团是S-MeBzl和S-MeOBzl,它们都对TFA很稳定,但可以用HF脱去。若S-Fm用作半胱氨酸的保护基团,就能先于树脂被脱除。适宜的氨基酸保护基团可以减少合成过程中的副反应,提高合成效率。

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