多肽合成常見問題
1、肽合成的基本原理?
固相肽合成是肽合成化學的重要突破。其主要特點是無需純化中間產物,合成過程可以連續進行,為多肽合成的自動化奠定了基礎。目前多肽的全自動合成基本上是固相合成?;玖鞒倘缦?,
基于Fmoc化學合成,將目標肽C端氨基酸的羧基與不溶性聚合物樹脂共價連接,然后以該氨基酸的氨基為起始點合成肽,形成肽與其他氨基酸的活化羧基結合。重復此過程即可獲得肽。根據肽的氨基酸組成不同,肽的后處理方法不同,純化方法也不同。
2、生產肽的常用方法有哪些?
線性肽的肽鏈采用Fmoc固相合成法延長,氨基酸從C端到N端逐步連接。開始時,第一個氨基酸通過酸敏感接頭連接到不溶性支持樹脂上。用六氫吡啶除去 Fmoc 保護基后,連接第二個 Fmoc 保護的氨基酸。連接方式包括預激活或“一鍋”等。連接目標序列后,用TFA將肽鏈從樹脂上洗脫下來,得到粗品。
3、不同實驗如何選擇肽的純度?
肽的純度是一個很重要的指標,純度的選擇取決于實驗的目的。對于敏感性較低的篩選試驗,建議使用粗品或> 75%,對于免疫水平,建議使用> 85%。對于受體-配體相互作用研究、生物測定或細胞水平研究,推薦值 >95%,對于結構研究,推薦值 >98%。
4、什么是肽的凈含量(肽含量),它的意義是什么?
干肽的重量不僅含有肽,還含有一些非肽成分,如水、吸收的溶劑、配位離子和鹽。肽的凈含量是指其中肽的重量百分比。該百分比的值可以在 50% 到 90% 的范圍內,具體取決于純度、序列以及合成和純化。不要將肽的凈含量與肽的純度混淆。它們是兩個完全不同的概念。純度通常由 HPLC 測定。純度定義為肽樣品中序列正確的組分的百分比,而肽的凈含量是指樣品中肽物質相對于非肽物質的百分比。肽的凈含量通常通過氨基酸組成分析或紫外分光光度法測定。在某些對肽濃度敏感的實驗中,該信息對于計算肽濃度非常重要。
5、如果肽純度為 95%,剩下的 5% 是多少?
肽的純度通常由 HPLC 測定,標準乙腈梯度為每分鐘 1%。在合成過程中,氨基酸之間的交聯效率并不總是達到100%,從而產生了一系列氨基酸缺失雜質。這些氨基酸缺陷雜質大部分在純化過程中被去除,但其色譜性能與目標肽非常相似。這些氨基酸缺失在剩余的百分之幾中保留在肽樣品中。
6、非 HPLC 純化肽中存在哪些雜質?
粗品級和脫鹽級中的肽和非肽雜質:如非全長肽和一些肽后處理原料如DTT、TFA等。
7、多長的肽段合適?
肽合成需要考慮肽的長度、電荷和疏水性等因素。長度越長,粗品的純度和收率越低,提純難度越大,合成失敗的概率越大。當然,多肽功能區的序列是不能改變的,但為了多肽的順利合成,有時需要在功能區的上下游添加一些輔助氨基酸,以提高多肽的溶解度和親水性. 如果肽段太短,合成可能會出現問題。主要問題是合成的肽在后處理過程中存在一定的難度。5肽以下的肽一般需要疏水性氨基酸,否則后處理比較困難。
8、如何從肽序列中確定肽的溶解度?
如果肽中含有高比例的疏水性氨基酸,如 Leu、Val、IIe、Met、Phe 和 Trp,則很難溶解在水溶液中或根本無法溶解。這些氨基酸,無論是純化的還是合成的,可能有問題。
一般疏水氨基酸比例<50%,連續5個氨基酸不能疏水,帶電荷氨基酸比例(正電荷K、R、H、N端,負電荷D、E、C端) 達到 20%,在肽 N 或 C 中,如果可以增加極性氨基酸,也可以提高溶解度。
9、為什么合成含有 Cys、Met 或 Trp 的肽很困難?
合成含有Cys、Met或Trp的肽并獲得高純度產品是困難的。主要原因是這些基團不穩定,容易氧化。應特別注意這些肽的使用和儲存,避免重復打開蓋子。
10、為什么某些肽的合成收率或純度較低?
肽合成和引物合成有比較大的區別。不能合成的引物很少,但往往有不能合成的肽。由于Val、Lle、Tyr、Phe、Trp、Leu、Gln、Thr是直系同源或重復的氨基酸,在合成過程中肽鏈不能完全溶解,合成效率降低。在以下情況下,產品的合成效率和純度都比較低,如:重復pro、Ser-Ser、重復ASP、四連續Gly等。
11、如何純化肽?
通過反相柱(如C8、C18等)在214 nm處純化肽。緩沖系統通常是含有 TFA(pH 值為 2.0)的溶劑。緩沖液 A 在 ddH 2中含有 0.1% TFAO, 緩沖液 B 含有 1% TFA / ACN / ph2.0。Buffer A 用于在純化前溶解肽;如果溶液不好,用Buffer B溶解,再用Buffer A稀釋。對于強疏水性肽,有時需要添加少量甲酸或乙酸。多肽粗品的HPLC分析,如果多肽不長(15aa以下),一般會有一個主峰,主峰通常是全長產物;對于20aa以上的長肽,如果沒有主峰,HPLC需要匹配質量確定分子量,然后確定哪個峰是要合成的肽。
12、適合免疫的肽多長時間?
一般約為10-15個氨基酸。當然氨基酸數量越多,免疫效果越好,但合成費用也會增加。然后預計映射肽的長度將超過 15 個氨基酸。此外,10個氨基酸以下的肽在免疫方面的效果較差。
13、肽的外觀是什么?
肽是粉末狀的,通常是白色的。肽粉的顏色隨著成分的不同而不同,比如一些帶有FITC修飾的黃綠色。
14、如何溶解多肽?
溶解多肽非常復雜,通常很難一次確定合適的溶劑。一般是先取一點進行試驗,不要完全溶解后再確定合適的溶劑。
以下方法可幫助您選擇合適的溶劑:
確定肽的比電荷,將酸性氨基酸ASP(D)、Glu(E)和C端COOH設置為-1;堿性氨基酸Lys(K)、Arg(R)、His(H)和N端NH2為+1,其他氨基酸的電荷為0。計算電荷數。
如果凈電荷數 > 0,則肽呈堿性,用水溶解:如果不溶或不太溶,加入乙酸(10% 以上);如果肽尚不溶解,則加入少量 TFA(25 ul)溶解,然后加入 500 ul 水稀釋。
若凈電荷數<0,肽呈酸性,溶于水;如果不溶解或不太溶解,加入氨水(25 ul)溶解,然后加入 500 ul 水稀釋。
如果凈電荷數=0,肽是中性的,一般需要用乙腈、甲醇或異丙醇、DMSO等有機溶劑溶解。也有人提出需要尿素來溶解疏水性強的肽.
15、如何儲存合成肽?
多肽長期保存一般需要避光保存,短期保存應在–20℃和4℃保存。肽可以在室溫下短時間運輸。肽在-20℃下是穩定的,尤其是冷凍干燥并儲存在干燥器中。冷凍干燥的肽在暴露于空氣之前可以在室溫下儲存。這將減少濕度的影響。當無法進行凍干時,最好的方法是少量儲存樣品。
對于含有 Cys、Met 或 Trp 的肽,脫氧緩沖液對于它們的溶解是必不可少的,因為這些肽很容易被空氣氧化。在封端之前緩慢流過肽的氮氣或氬氣也可以減少氧化。含有 Gln 或 Asn 的肽也很容易降解,與沒有這些問題和簡單肽的肽相比,所有這些肽的壽命有限。
16、如何處理肽的兩端?它是免費的還是受保護的?
肽用于模擬蛋白質。為了模擬蛋白質的表達,我們需要合成與蛋白質具有相似結構和電荷的肽。當一個肽從蛋白質中“切出”時,兩端的電荷數將與基因體蛋白的電荷數不同。我們需要改變合成策略以使它們保持一致。一般來說,如果來自蛋白質的C端,N端被乙?;帘?;如果它來自蛋白質的N端,則C端被酰胺化屏蔽;如果它來自蛋白質的中間部分,則兩端被乙?;王0坊帘?。
17、什么是電噴霧電離質譜(electrospray ionization,EIS)?
EIS可以產生多價離子化的蛋白質或多肽,可以分析相對分子量為1×10 5的蛋白質,分辨率為1500-2000 amu。準確率約為 0.01%。EIS 更適用于高分子量蛋白質的在線分析,需要氣化或有機溶劑對樣品進行敏化。
18、什么是基質輔助激光解離/電離飛行時間質譜 (MALDI-TOF MS)?
MALDI-TOF是目前蛋白質鑒定中準確測定分子質量的一種手段,特別適用于測定混合蛋白肽種類的相對分子質量,具有良好的靈敏度和分辨率。它是當前蛋白質組學研究的必備工具。一種與液相色譜同時結合的聯用技術可以高效地鑒定肽種類。尤其是當質譜技術的各種原理串聯應用時,不僅可以獲得肽的相對分子質量信息,還可以確定其序列結構,該技術將在未來的蛋白質組學研究中具有決定性意義。
19、什么是高效液相色譜(HPLC)?什么是反相高效液相色譜 (RP-HPLC)?
高效液相色譜的出現為多肽的分離提供了一種有利的方法。與其他化合物相比,在合適的色譜條件下,蛋白質和多肽的分離可以在短時間內完成。更重要的是,高效液相色譜法可以大規模生產生物活性肽。因此,許多學者為尋找多肽分離制備的最佳條件做了大量工作。如何保持多肽活性、如何選擇固定相材料、洗脫液種類、如何分析確定是目前的研究內容。
反相高效液相色譜(RP-HPLC):結果與保留值的關系:用RP-HPLC分離肽,需要確定不同結構的肽在柱上的保留。為了獲得一系列保留系數,Wilce 等人。采用多元線性回歸法分析了2106種多肽的保留性質和結構,得到了不同氨基酸組成與保留系數之間的關系??蓽p少2-20個氨基酸肽中極性氨基酸殘基的保留時間;在10-60個氨基酸肽段中,更多的非極性氨基酸也可以減少在柱上的保留時間,而在5-25個氨基酸肽段中,更多的非極性氨基酸可以延長在柱上的保留時間。
20、為什么在 RP-HPLC 中使用梯度洗脫?
目前,RP-HPLC是研究多肽相關物質合成最常用的方法。但由于合成多肽中相關物質的性質不同,單純的等度洗脫法難以全面檢測產品中的各類有機雜質。
21、質譜中如何確定單同位素峰和平均同位素峰?
在低分辨率的質譜中,顯示的峰通常是平均同位素峰。然而,質譜(如MALDI-TOF)的分辨率非常高。一般的小分子(如肽段)常含有4-5個同位素峰,其中分子量最小的是單同位素峰。使用質譜法檢測大分子(如完整蛋白質)時,同位素峰的數量非常多,在圖譜上難以區分。在這種情況下,使用平均同位素峰更有意義。
22、同位素峰之間是否有 1 Da 的差異?
同位素肽的質量(m)一般相差1 Da,但質譜檢測到的峰是肽的質荷比(m/z)而不是質量本身,當肽的質荷比差異小于1時有多項收費。如果檢測到的肽帶一個電荷,則同位素峰之間的差值為 1;如果檢測到的肽段有兩個電荷,則同位素峰之間的差值為 0.5;如果檢測到的肽段帶三個電荷,則同位素峰之間的差值為 0.33;等等。因此,從同位素峰之間的距離,我們可以推斷肽的帶電狀態(z),從而推斷肽的單個同位素質量[(m/z)*z]。
23、單同位素峰一定是最高的嗎?
單同位素峰必須在一組峰中具有最低的質荷比,但不一定是最高的。當肽的分子量較小時,肽中的原子總數也較少,整個肽含有同位素原子的概率較小。此時,單同位素峰往往是最高峰。當肽的分子量增加時,攜帶同位素原子的概率增加。在這種情況下,+1 Da 甚至+2 Da 的同位素峰可能是最高的。統計結果表明,當多肽的分子量大于2500 Da時,該峰不是單同位素峰。
24、除了 HPLC 和 MS,還有哪些其他肽分析方法可用?
還可提供水餾分、離子色譜、元素分析、氨基酸組成分析、圓二色譜、NMR、IR、UV、內毒素、微生物等分析。
25、肽通常攜帶的抗衡離子是什么?
多肽凍干粉一般配三氟乙酸鹽,如果是做細胞實驗或動物實驗,建議換成乙酸鹽或鹽酸鹽。
26、可以提供哪些同位素標記的肽?
可以提供一些穩定的同位素修飾肽,主要包括N15、C13??和氘修飾。由于穩定同位素氨基酸原料價格昂貴,建議選擇一些簡單的氨基酸進行標記,如Gly、Val、Phe、Leu、Ala等。
27、影響多肽穩定性的因素有哪些?
影響合成肽穩定性的因素包括脫酰胺、氧化、水解、二硫鍵錯配、消旋化、β-消除、聚集等。合成肽最常見的降解產物是脫酰胺產物、氧化產物和水解產物。在各種氨基酸中,天冬酰胺和谷氨酰胺容易脫酰胺(特別是在高pH和高溫下);蛋氨酸、半胱氨酸、組氨酸、色氨酸和酪氨酸最容易被氧化,對光敏感;天冬氨酸形成的肽鏈容易斷裂,尤其是ASP-Pro和ASP-Gly肽鍵。肽的聚集主要是由疏水相互作用引起的。雖然目前很難準確預測哪些肽段容易聚集,至少對于一些中長肽段來說,
28、Fmoc/tBu固相合成(SPPs)如何選擇樹脂?
C端羧肽合成可選用Wang樹脂;對于C端酰胺肽的合成,可選擇Rink Amide AM Resin或Rink Amide MBHA Resin;對于全保護肽的合成,我們可以選擇2-Cl Trt Resin。
29、樹脂的參數是什么?參數的含義是什么?
一般樹脂的參數包括載量、目數和規格,如1% DVB。
載量:單位為mmol/g,即每克樹脂存在多少毫摩爾官能團。
目數:粒度一般為100-200目,數值越大,顆粒越細。
1% DVB:交聯劑二乙烯基苯在苯乙烯和二乙烯基苯共聚物中的比例。
30、Fmoc保護氨基酸樹脂的負載量計算方法有哪些?
Fmoc保護氨基酸樹脂載量的計算一般有兩種方法,一種是增重法,增加的重量除以分子量,再除以樹脂的總重量。另一種是通過紫外分析。目前我司提供UV分析加載值。
31、什么樣的肽可以通過紫外分析來計算肽含量?
如果肽段序列中含有Trp或Tyr,可用紫外法分析肽段的含量,根據摩爾消光系數:
色氨酸 5,560 AU/mmole/ml
酪氨酸 1,200 AU/mmole/ml
(280 nm at 中性pH使用 1 cm 比色皿)
肽的摩爾消光系數可以根據每個色氨酸或酪氨酸的系數相加,然后根據在 280 nm 處測得的吸光值按公式計算。
mg 肽/ml = (A280 x DF x MW) / e
A280,280 nm 處的實際吸收值(1 cm 池),
DF,稀釋因子,
MW,肽的分子量
e,肽的摩爾消光系數
32、肽與其他化合物或載體的結合應考慮哪些因素?
一些肽往往需要與一些具有特定功能的藥物或化合物,或一些載體連接。這些過程需要化學鍵結合。通常,當肽具有氨基或羧酸官能團時,可以考慮相應的羧酸或氨基進行縮合。另一種選擇是在 pH 8 的環境中將馬來酰亞胺與硫醇連接。肽可以用 Cys 或馬來酰亞胺官能團進行修飾。馬來酰亞胺改性通??梢酝ㄟ^ 3-馬來酰亞胺丙酸 (CAS 7423-55-4) 實現。
專肽生物原創文章,請勿復制商用,侵權必究。