点击化学在多肽中的应用

一、了解点击化学：
点击化学（Click chemistry），又译为“链接化学”、“速配接合组合式化学”，是由化学家巴里·夏普莱斯（K B Sharpless）在2001年引入的一个合成概念，主旨是通过小单元的拼接，来快速可靠地完成形形色色分子的化学合成。它尤其强调开辟以碳-杂原子键（C-X-C）合成为基础的组合化学新方法，并借助这些反应（点击反应）来简单高效地获得分子多样性。

点击化学的代表反应为铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应（Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition）。
 

该反应应该目前完美指数最高的点击化学反应， 叠氮和炔基在一价铜的催化下可以区域选择性地生成如图所示的三唑环。经过研究发展，这个反应还产生了2.0版本，即使用使用环状炔烃（二苯并环辛炔，DBCO, Dibenzocyclooctyne，见下图）代替普通炔烃，无需再加铜盐催化，解决了铜离子使生物物质失活的问题。这个反应有很多优点，比如产率高、无副产物、高选择性（立体，区域）、对水氧不敏感、反应条件温和、底物选择广、后处理简单等。
 

在我们高分子化学如蛋白质、DNA、多肽等研究中，由于分子本身的大分子量、大体积等原因，使很多官能团一旦引入到这些大分子中，反应效率就会大大降低，而点击化学的一个重要优点---高效性，迎和了高分子化学家对高分子反应的要求。在生物化学中，蛋白质、DNA、多肽等也属于大分子，同时又处于细胞环境以及有水环境中，对于这些物质的可控化学反应就更加困难，而点击化学的特性为为解决这种生物环境中的可控化学反应困难提供了解决方案。

二、点击化学在多肽中的应用：
在多肽中应用点击化学，我们需要两步：第一，根据结构需要，在多肽中引入炔基；第二，在多肽中引入叠氮基。

下面我们以肽段Ala-Ala-Ala-Ala为例，介绍一些常用的引入方法。
1. 引入炔基：
1). 己炔酸修饰;

           
2). 戊炔酸修饰;

     
3). 炔丙基甘氨酸;

           
4). DBCO环，如DBCO-PEG4，DBCO-Acid，DBCO-NHS，以DBCO-Acid为例;

     
 2. 引入叠氮基：
1). 引入叠氮乙酸;

2). 引入叠氮戊酸;

           
3). 引入叠氮己酸;

           
4). 引入侧链叠氮化Lys;

           
4). 引入叠氮PEG，以叠氮PEG6为例;