利用微波合成困難多肽

1、利用微波合成困難多肽2006/12/6 傳統(tǒng)的固相法合成多肽是一個十分耗時的反應(yīng)。為了提高產(chǎn)率，通常在鼓吹N2或渦旋混合的條件下進行。有些實驗室將合成的溫度提高到60左右，而這項措施在降低鏈聚合現(xiàn)象的同時也導(dǎo)致了新的副反應(yīng)的發(fā)生。最近，生物化學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，微波的介入，解決了多肽合成中維持一定溫度和提高饋入能量間的矛盾。利用微波進行固相多肽合成可以在有效的縮短反應(yīng)時間的同時，大大提到產(chǎn)物的純度和產(chǎn)量。 也許初學(xué)者會感到疑惑：微波能量是否會打斷化學(xué)鍵，破壞分子結(jié)構(gòu)呢？！毋庸置疑，微波對于化學(xué)反應(yīng)來說是絕對安全的饋入能量方式。 通過探討微波的量子能量，疑團可以被輕易解開。如圖1所示，微波的量子能量甚至

2、不足氫鍵鍵能的百分之一，是無法打斷化學(xué)鍵的。微波對于多肽合成反應(yīng)來說安全而有效，饋入的微波能量只能導(dǎo)致分子整體轉(zhuǎn)動而不會對分子內(nèi)的化學(xué)鍵產(chǎn)生任何影響。 微波是一種電磁波，頻率為300300,000MHz,位于電磁波譜的低頻端。微波所產(chǎn)生的電場在化學(xué)反應(yīng)中啟到了主要的作用。而不同物質(zhì)的分子隨其介電性質(zhì)的不同對微波的吸收也有很大區(qū)別。(figure 2)。 目前FCC（美國通信委員會）允許四個波段的微波作為民用。應(yīng)用于微波化學(xué)反應(yīng)的波段為2450 MHz。這個波段的微波射入深度約為1.75英寸，適合于實驗室規(guī)模的反應(yīng)體系。 與傳統(tǒng)的反應(yīng)途徑相比，當(dāng)微波被應(yīng)用于氨基酸的去保護，耦合及切割反應(yīng)時具有明

3、顯的優(yōu)勢： 利用微波合成的方法，每接入一個氨基酸所耗費的時間比傳統(tǒng)方法縮短了10倍。合成一個10肽的氨基酸只需2.5小時。傳統(tǒng)的方法需要數(shù)小時甚至數(shù)天才能在肽鏈加入一個氨基酸，采用微波方法時，耦合時間最短只需兩分鐘。 同時微波也有效的提高了去保護，耦合及切割過程的反應(yīng)率。 從樹脂上切割多肽的時間只需1015分鐘。 在23分鐘內(nèi)，微波就可以輔助完成7080的去保護及耦合反應(yīng)。但是要想得到高產(chǎn)率的目標(biāo)多肽，每一步的反應(yīng)效率至少要達到99。 例如，要合成一個20個氨基酸的多肽，需要20步去保護反應(yīng)和19步耦合反應(yīng).這就意味著若每一步耦合及去保護反應(yīng)的產(chǎn)率都為99，最終的產(chǎn)率僅為67.5%。 (0.99)19 x (0.99)20 = 67.5% 而那些序列不完整的多肽很難通過LC/MS進行分離和鑒定，導(dǎo)致產(chǎn)物的不純。 多肽通常以氫鍵或疊片的形式形成二級結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生自身折疊的現(xiàn)象，使最末端的氨基酸被包藏在二級結(jié)構(gòu)內(nèi)部而無法進行下一步的反應(yīng)。這是傳統(tǒng)固相合成方法中遇到的最大難題，人們通常使用非常昂貴的樹脂來克服次級鍵的形成，事實上這種做法也收效甚微。多肽分子吸收微波能量后，有效的減少了鏈的聚合現(xiàn)象，使合成長鏈及困難多肽成為可能，同時也在很大程度上提高的樹脂的取代率，解決了隨之而來的空間位阻問題。 全文請致電發(fā)電子郵件：sales，詳細注明您的單位名稱、