多肽合成是有机化学中最常用的一个复杂而关键的过程。在多肽合成过程中，多个氨基酸通过肽键连接。连接氨基酸是多年来有机化学中的一种常见做法，但这一过程正在演变。最近的技术进步和更专业的合成工艺使研究人员能够合成天然肽，并以更高的准确性和可靠性产生独特的肽。然而，为了回答这个问题，“什么是肽合成？“，我们必须深入了解这个过程的复杂性和应用程序。

什么是多肽

首先必须对肽有一个基本的了解，才能正确理解肽的合成是什么。肽由短链氨基酸组成，所有这些氨基酸都通过肽键连接在一起。从结构上讲，肽和蛋白质非常相似，因为它们都是由氨基酸链组成的，氨基酸链通过肽键连接在一起。然而，肽和蛋白质之间的主要区别因素是它们的大小。蛋白质通常由50个或更多的氨基酸组成，而肽通常位于较小的一侧，仅由2到50个氨基酸组成。另外，蛋白质结构稍微复杂一些，可以采用二级、三级和四级结构。肽提供较少的变异，通常只分为两个亚群。寡肽是那些含有较少氨基酸的肽，通常在2-20之间。多肽是那些含有更多氨基酸的肽，当它们连接在一起时，会产生蛋白质。实质上，蛋白质是由许多多肽组成的大肽。

多肽合成的工艺和步骤

虽然肽是自然产生的，在所有生物体中都能找到，但合成肽的生产通常被研究人员用来生产特定的肽。特别是，研究人员合成了那些可能很难在细菌中表达，或者很难在多肽中发现的氨基酸的结合上进行实验的氨基酸。合成肽最常用的方法是固相合成肽。

固相多肽合成

固相多肽合成由美国生物化学家Robert Bruce Merrifield首创，固相多肽合成已成为多肽合成的主导方法。固相多肽合成，通常简称为SPPS，通过在单一多孔装置上产生多个连续的氨基酸反应来简化合成肽的生产过程。

当进入的氨基酸的羧基连接到存在的和生长的肽链的N-末端时，肽合成发生。氨基酸以精确、循环的方式一次一个地添加到生长的肽链中，特别注意准确地遵循必要的步骤。分析人员在创建这条肽链时必须非常谨慎，因为氨基酸具有多个反应基团，可能会引起副反应，从而缩短链的长度或导致其分支。为了降低这些副反应的可能性，观察分析员必须利用诸如Fmoc或Boc之类的保护团体。这些碱不稳定保护基和酸不稳定保护基分别有助于在整个合成过程中实现化学选择性，有效降低任何意外副反应的可能性。

一旦系统被这些临时保护基处理，在整个合成过程中可以相对容易地添加和移除这些临时保护基，氨基酸就可以添加到肽链中。碳二亚胺用于激活传入氨基酸的C-末端羧酸，使其能够连接到生长肽链的N-末端。

如我们所述，SPPS过程是周期性的，为了达到所需的肽键长度，这些步骤重复了很多次。一旦肽键达到所需的长度，它必须被任何剩余的保护基切断。通过一个叫做酸解的过程，肽键被剥离掉了它剩下的保护基团。也就是说，后面添加的氨基酸的N-末端保护基、第1个氨基酸的C-末端保护基以及任何剩余的侧链保护基将被移除。选择完成这一过程的化学品将取决于系统中使用的保护基团。以酸为基础的保护团体，如Boc，将需要使用强酸，如溴化氢或氟化氢。相反，可以使用较温和的酸（如三氟乙酸（TFA））来切割碱不稳定保护基，如Fmoc。

由于SPPS是一个非常复杂的过程，需要非常小心和精确，因此也可能非常耗时。由于这个原因，许多实验室转而使用自动固相萃取系统来简化流程。这些工作站使观测分析员能够使系统无人看守，同时保持对程序将以准确和高效完成的充分信心。工作站能够容纳更大的样本，并且可以通过计算机进行微控制，以获得更高的精度和准确性。有关如何利用自动化工作站进行固相多肽合成的更多信息，请单击此处。

液相多肽合成

合成肽的另一种技术是溶液相合成肽。虽然应用不太广泛，但该技术使用了许多与SPPS相同的程序。然而，这个过程可能会稍微耗费更多的时间，因为它要求在每个反应步骤后从溶液中分离出产物肽。正是由于这个原因，溶液相多肽合成已被许多实验室的SPPS所取代。溶液相多肽合成仍然是大规模多肽生产中常用的方法，但通常用于工业应用。

多肽合成的应用

肽合成通常与表位作图结合使用，通常用于医学和生物技术。合成肽被用于研究潜在的癌症诊断和治疗以及抗生素药物的开发。当与表位映射结合使用时（表位映射是识别抗体与其抗原肽合成之间的结合位点的过程），可用于产生抗体和创建更智能的疫苗设计。合成肽也可用于质谱分析，在质谱分析中，它们既可以作为标准品，也可以作为试剂。

文章来源：加拿大欧罗拉官网 aurorabiomed.com

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