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二硫键成环技术

      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。我们在多肽领域内长期深入的研究,让我们积累了大量的宝贵经验,我们已经成功给客户交付了大量的包括一对和两对以上二硫键成环的多肽,并保持了我们高成功率,高质量的特色。

  • 二硫键反应条件选择

          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。
          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。

    空气氧化法:


    空气氧化法形成二硫键是多肽合成中最经典的方法,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:


    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。

  • 二对及多对二硫键成环策略

    当序列中有两对或多对二硫键需要成环时,通常有两种情况:

    自然随机成环:


    序列中的Cys之间随机成环,与一对二硫键成环条件相似;

    定点成环:


    定点成环即序列中的Cys按照设计要求形成二硫键,反应过程相对复杂。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。

    对于二对及多对二硫键成环的多肽,我们在设计好二硫键形成顺序及Cys侧链保护策略后,对于每一对二硫键成环后,我们都会取少量树脂切割,并对切割后产品进行MS验证,MS验证图谱在发货的时候会一并提供给客户。

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