多肽合成中二硫键成环的条件抉择及成环思路
一、二硫键反应条件选取
二硫键就是指蛋白质或多肽分子结构中两个不同位点Cys的巯基(-SH)被氧化所产生的S-S共价键。一条多肽链上不一样的位置的氨基酸中间所产生的二硫键,能够把多肽链折叠成特定的空间分布。多肽分子一般来说分子量很大,空间分布繁琐,结构中产生二硫键时需要两个半胱氨酸在空间距离上非常接近。另外,多肽结构中还原态的巯基化学特性活跃,很容易出现其它的副作用,同时肽链上其余侧链也可能会出现许多修饰,所以,多肽链采取修饰所选择的氧化剂和氧化条件是反应的重要因素,反应原理也较为复杂,既有可能是自由基反应,也有可能是离子反应。
反应条件有许多种选择,例如空气氧化,DMSO氧化等温和的氧化过程,或H2O2,I2,汞盐等剧烈的反应条件。
1、空气氧化法:
空气氧化法生成二硫键是多肽合成中最具代表性的办法,一般是将巯基处在还原态的多肽溶解于水里,在近中性或弱碱性环境下(PH值6.5-10),反应24个小时以上。为了降低分子相互间二硫键产生的可能性,这种方法往往需要在较低浓度的环境下完成。
2、碘氧化法:
将多肽溶解于25%的甲醇水溶液或30%的醋酸水溶液中,逐滴滴加10-15mol/L的碘来进行氧化,反应15-40min。当多肽链里面含有对碘特别敏感的Tyr、Trp、Met和His的残基时,氧化条件要非常精准,氧化完成后,立即加入维生素C或硫代硫酸钠清除过多的碘。
二、两对及多对二硫键成环对策
当序列中含有两对或多对二硫键想要成环时,一般会有自然随机成环和定点成环两种情况:
1、自然随机成环指序列当中的Cys相互间随意成环,与一对二硫键成环条件差不多;
2、定点成环指序列当中的Cys根据设计要求产生二硫键,反应过程相对来说比较复杂。在固相合成多肽前,需提前制定几对二硫键生成的顺序和方法路经,选择适合的侧链巯基保护基,凭借其特性的差异,逐步氧化生成两对或多对二硫键。一般采用的巯基保护基有trt,Acm,Mmt,tBu,Bzl,Mob,Tmob等基团。
相对于二对及多对二硫键成环的多肽,在制定好二硫键生成次序及Cys侧链保护对策后,对于每一对二硫键成环后,都会取少部分树脂切割,并且对切割后产品实施MS检验。