多肽固相合成树脂linker选择的依据
化学稳定性及选择性 :
Linker需要在合成过程中保持稳定,不易被水解或氧化,以确保目标分子的完整性和活性。Linker需在合成过程中保持稳定,避免过早断裂或降解。若Linker不稳定,可能导致肽链在合成中途从树脂上脱落,降低产物收率。例如,Wang树脂的Linker在高浓度TFA裂解时可能不规则断裂,产生副产物。 不同Linker对特定氨基酸或肽段的连接具有选择性。例如,Wang树脂适合连接C端为羧酸的多肽,而Rink Amide树脂适用于合成C端为酰胺的多肽。选择不匹配的Linker可能导致连接效率低下或产生副反应。
反应条件 :
不同的Linker可能需要不同的偶联条件,如温度、pH值、催化剂等。选择Linker时,要确保其能与目标氨基酸或肽段有效反应,同时条件温和,易于操作。Linker的结构和化学性质决定了其活性基团(如氨基、羟基等)的暴露程度。活性基团暴露充分时,能与氨基酸或活化羧基高效反应,提高缩合效率。反之,若活性基团被掩蔽或空间位阻较大,会降低反应速率。 Linker的长度和结构可能产生空间位阻,影响氨基酸与树脂的连接角度和反应路径。例如,较长的Linker可能减少空间位阻,有利于肽链的延伸;而短链Linker可能因空间限制导致反应效率下降。
保护基团 :
在固相合成中,氨基酸的保护基团会影响Linker的选择。例如,含有Boc保护基的氨基酸需要与含有活泼溴原子的树脂反应,完成连接后需要脱除保护基团。
溶解性 :
Linker的溶解性会影响其在不同溶剂中的行为,进而影响合成过程中的混合和反应效率。选择时应考虑树脂和溶剂的相容性。树脂的溶胀度由Linker的化学结构和交联度决定。高溶胀度的树脂内部网格空间较大,有利于反应物(如氨基酸、缩合试剂等)的扩散和进入,使反应更接近均相状态,提高反应效率和产物纯度。反之,低溶胀度树脂可能导致反应物扩散困难,反应不完全。 Linker的化学性质和溶胀度共同影响反应物在树脂内部的扩散速率。良好的扩散性能可确保反应物均匀分布,减少局部反应过度或不足的情况,提高合成的均一性。
机械强度 :
树脂的交联度会影响其机械强度,进而影响合成过程中的操作和产物的稳定性。高交联度的树脂通常具有较低的溶胀度和较高的机械强度,但也可能导致较低的装载率。Linker的化学结构和交联度影响树脂的机械强度。高交联度的树脂通常机械强度较高,但溶胀度可能较低;低交联度树脂溶胀度高,但机械强度较弱。合适的Linker应平衡机械强度和溶胀度,便于合成过程中的搅拌、过滤和洗涤操作。 Linker的选择需考虑合成工艺的操作要求,如是否适合自动化合成、是否需要特殊的反应容器或设备等。例如,某些Linker可能需要特定的溶剂或反应条件,影响合成的可行性和效率。
脱除条件 :
合成完成后,Linker需要被合适地脱除,以释放出最终产物。选择Linker时,要考虑脱除条件对产物完整性的影响,确保脱除过程不会导致产物降解。Linker需与所选的保护基团(如Fmoc、Boc等)兼容,确保在脱保护步骤中能顺利去除保护基,而不影响Linker的稳定性或肽链的结构。例如,Fmoc保护基需在温和的碱性条件下脱除,Linker应能耐受该条件。 合成完成后,Linker需通过特定的裂解条件(如酸、碱或特定试剂)从树脂上释放肽链。裂解条件应选择性地断裂Linker与肽链的连接,而不破坏肽链的结构或引入杂质。例如,Rink Amide树脂需用高浓度TFA裂解,而Sieber树脂可用低浓度TFA裂解。
适用性 :
同的Linker适用于不同的氨基酸和肽段。例如,Wang-resin通常用于连接第一个氨基酸,通过酯键,需要DMAP催化,而Cys和His等容易消旋的氨基酸则不适合使用Wang-resin,此时可以考虑使用CTC-resin。
成本 :
在选择Linker时,还需要考虑其成本,包括购买成本、实验耗材成本等,以确保合成过程的经济性。
多肽固相合成常用树脂介绍
1.王树脂(WangResin)
这是 Fmoc 化学做肽中最常见树脂,适合做 C 端为肽酸的多肽,在多肽合成中,每轮循环中 Fmoc 用 20% Piperidine 去除,然后缩合下一轮的 Fmoc保护氨基酸, 等多肽全部接好后, 从树脂用 95% 的 TFA 切割下来
2-氯三苯基氯树脂(2-CTC Resin)
与王树脂相似,也是 Fmoc 化学合成肽酸的一种树脂, 唯一不同的是可以用弱酸 AcOH/TFE/DCM 或 0.5% TFA 来切割, 从而得到一条侧链活泼基团全保护多肽. 是用片段法做长肽或者在多肽 C 端做 pNA 等修饰时必备工具.
3.Rink Amide-AM Resin
这种树脂是用 RinkAmide Linker 在氨甲基树脂 (AM Resin) 上结合而成. 用于生产 C 端酰胺结尾的多肽.由于多数市场量比较大的药物多肽都是以酰胺结尾,此树脂是固相合成多肽应用最广泛的树脂之一。
4.Rink Amide-MBHA Resin
与Rink Amide-AM Resin相似,是用 Rink Amide Linker 在 MBHA Resin上结合而成. 用于生产 C 端酰胺结尾的多肽. 比AM Resin在接肽上面效率要高.
5.Sieber-resin制备肽酰胺的树脂,价格比较贵。与Rink amide-resin一样,功能基团为氨基。通常我们使用的是氨基被Fmoc保护的Sieber-resin,装载第一个氨基酸时应先脱除Fmoc,然后进入正常偶联洗涤脱保护的循环。不同的是Sieber-resin的linker不如Rink amide-resin的稳定,可以用低浓度TFA裂解肽树脂从而得到侧链全保护的C-端酰胺化的多肽片段。
综上所述,选择多肽合成树脂Linker时,需要综合考虑化学稳定性、反应条件、保护基团、溶解性、机械强度、脱除条件、适用性和成本等多个因素,以确保合成过程的高效和产物的质量。


