定制多肽合成

多肽稳定性

多肽的化学稳定性很大程度上取决于氨基酸成分和序列。冻干多肽通常比溶液形式的多肽更稳定。以下为多肽的可能降解方式:

1. 水解 - 这通常发生于序列中含有Asp (D)的多肽,因为这种多肽易于脱水生成环状亚胺中间物。例如,当序列中含有Asp-Pro (D-P)时,酸催化的环状亚胺中间物形成可导致肽链断裂。同样,当序列中含有Asp-Gly (D-G)时,环状中间物可被水解生成原始Asp形式(无害)或者可能为非活性形式的异天冬氨酸类似物。最后,所有天冬氨酸完全转化为异天冬氨酸类似物。在较小程度上,含有Ser (S)的序列也能形成环状亚胺中间物,从而结束肽链的断裂。

2. 脱氨基 - 这种碱催化反应常出现于含有Asn-Gly (N-G)或Gln-Gly (Q-G)的序列,其机制与Asp-Gly (D-G)序列类似。Asn-Gly序列脱氨基(失去胺)生成环状亚胺中间物,随后经水解生成Asn的天冬氨酸或异天冬氨酸类似物。此外,环状亚胺中间物可导致外消旋作用,生成Asn的D-Asp或D-iso-Asp类似物,所有这些均可能为非活性形式。

3. 氧化 - Cys和Met残基是发生可逆性氧化的主要残基。高pH环境可加速半胱氨酸的氧化,其中,巯基更易于去质子化并容易形成链内或链间二硫键。使用二硫苏糖醇(DTT)或三(2-羰基乙基)磷盐酸盐(TCEP)处理,可以很容易地逆转二硫键形成。通过化学和光化学途径使甲硫氨酸发生氧化,形成甲硫氨酸亚砜并进一步形成甲硫氨酸砜,这两者几乎不可逆转。

4. 二酮哌嗪和焦谷氨酸形成 - 二酮哌嗪形成通常发生于Gly位于N末端起第三个位点的情况下,特别是当Pro或Gly位于第1或2个位置时。该反应涉及第二个与第三个氨基酸之间的酰胺羰基上N末端氮的亲核攻击,这会导致二酮哌嗪形成中前两个氨基酸的断裂。另一方面,如果Gln位于N末端,则焦谷氨酸形成几乎是不可避免的。这是一个类似反应,其中,N末端氮攻击Gln的侧链羰基碳,形成一个脱氨基焦谷多肽类似物。这种转变还发生于N末端含有Asn的多肽,但程度较小。

5. 外消旋作用 - T该术语被广泛用于描述氨基酸或多肽的手性完整度总损失。外消旋作用涉及氨基酸的一个对映体(通常为左旋形式)的碱催化转化,生成左旋和右旋对映体的1:1混合物。这在多肽合成中是一个大问题,但在最终所得多肽中仅是一个小问题。此外,这种转变非常难检测和难控制。

防止和最大限度减少多肽降解的一般方法是将冻干形式的多肽保存在-20oC,最好是-80oC(如果可以)。如果多肽为溶液形式,则应通过冻存独立分装的溶液而避免冻融循环。避免暴露于pH>8的环境。但是,如果有必要将多肽溶解于pH>8的溶液环境中,则应尽量减少暴露,并将溶液冷冻。最后,应尽量避免冻干多肽和溶液在大气氧气中的长时间暴露(特别是在高pH条件下)。