多肽合成--肽鏈設計的小知識分享
多肽是復雜的大分子, 因此每條序列在物理和化學特性上都是獨特的。有些多肽合成很困難, 另有些多肽合成雖然相對容易, 但純化困難。最常見的問題是許多肽不溶于水溶液, 因此在純化中, 這些疏水肽必須溶于非水溶劑中，或特殊的緩沖液, 而這些溶劑或緩沖液很可能不適合應用于生物實驗系統, 因此研究人員不能使用該多肽達到自己的目的, 因此下面是對于研究人員設計多肽合成的一些建議。
合成困難肽的選擇
1. 減少序列長度
由于肽的長度增加導致粗產物純度降低, 小于15個殘基的肽能較容易得到。當肽鏈長度增加到20個殘基以上時, 正確產物的量就是一個主要考慮的問題。在許多實驗中, 降低殘基數低于20往往能得到更好的結果。
2. 減少疏水殘基數
疏水殘基占明顯優勢的肽，尤其在距C端7-12個殘基的區域，常常引起合成困難。這通常被認為是由于合成中形成b折疊片，這樣產生不完全配對。在這些例子中, 用1個或幾個極性殘基置換, 或加入Gly或Pro以打開肽結構可能會有幫助。
3. 減少“困難”殘基
有多個Cys、Met、Arg、Try殘基通常難于合成。Ser通常可作為Cys的非氧化替換。
改善可溶性的選擇
1. 改變N端或C端
對于酸性肽 (即pH值為7時帶負電荷), 我們推薦乙酰化(N端乙酰化, C端保持自由羧基), 以增加負電荷。而對于堿性肽 (即pH值為7時帶正電荷), 我們推薦氨基化 (N端自由氨基, C端氨基化), 以增加正電荷。
2. 縮短或加長序列
某些序列含有大量疏水氨基酸, 如Trp、Phe、Val、Ile、Leu、Met、Tyr和Ala等, 當這些疏水殘基大于50%通常難于溶解。為了增加肽的極性, 加長序列可能會有幫助。另外一種選擇是通過減少疏水殘基的方法降低肽鏈的長度以增加極性。肽鏈極性越高, 就越有可能溶于水。
3. 加入可溶性殘基
對于某些肽鏈而言, 加上一些極性氨基酸能改善可溶性。我們推薦給酸性肽的N端或C端加上Glu-Glu。給堿性肽的N端或C端加上Lys-Lys。如果不能加入帶電荷基團, 可以將Ser-Gly-Ser加到N端或C端。但是, 肽鏈的兩端不能改變時, 該方法則不可行。
4. 通過置換一個或多個殘基改變序列
肽鏈的可溶性可通過改變序列內某些殘基來改善。http://www.ontoresinc.com/ 通常單個殘基的替換就能顯著改善其疏水性, 而這種改變通常是較為保守的, 如用Gly代替Ala。
5. 通過選用不同“框架”來改變序列
如果能用某個序列來制備許多長度一定的相互串連或重疊的多肽合成, 則可以用改變各個多肽起始點的方法來實現改變序列的目的。其原理是: 在同一多肽的親水和疏水殘基間創造新的更好的平衡, 或將同一多肽內的“困難”殘基(比如2個Cys)放進兩個不同的多肽而不是集于同一分子內。
合成困難肽的選擇
1. 減少序列長度
由于肽的長度增加導致粗產物純度降低, 小于15個殘基的肽能較容易得到。當肽鏈長度增加到20個殘基以上時, 正確產物的量就是一個主要考慮的問題。在許多實驗中, 降低殘基數低于20往往能得到更好的結果。
2. 減少疏水殘基數
疏水殘基占明顯優勢的肽，尤其在距C端7-12個殘基的區域，常常引起合成困難。這通常被認為是由于合成中形成b折疊片，這樣產生不完全配對。在這些例子中, 用1個或幾個極性殘基置換, 或加入Gly或Pro以打開肽結構可能會有幫助。
3. 減少“困難”殘基
有多個Cys、Met、Arg、Try殘基通常難于合成。Ser通常可作為Cys的非氧化替換。
改善可溶性的選擇
1. 改變N端或C端
對于酸性肽 (即pH值為7時帶負電荷), 我們推薦乙酰化(N端乙酰化, C端保持自由羧基), 以增加負電荷。而對于堿性肽 (即pH值為7時帶正電荷), 我們推薦氨基化 (N端自由氨基, C端氨基化), 以增加正電荷。
2. 縮短或加長序列
某些序列含有大量疏水氨基酸, 如Trp、Phe、Val、Ile、Leu、Met、Tyr和Ala等, 當這些疏水殘基大于50%通常難于溶解。為了增加肽的極性, 加長序列可能會有幫助。另外一種選擇是通過減少疏水殘基的方法降低肽鏈的長度以增加極性。肽鏈極性越高, 就越有可能溶于水。
3. 加入可溶性殘基
對于某些肽鏈而言, 加上一些極性氨基酸能改善可溶性。我們推薦給酸性肽的N端或C端加上Glu-Glu。給堿性肽的N端或C端加上Lys-Lys。如果不能加入帶電荷基團, 可以將Ser-Gly-Ser加到N端或C端。但是, 肽鏈的兩端不能改變時, 該方法則不可行。
4. 通過置換一個或多個殘基改變序列
肽鏈的可溶性可通過改變序列內某些殘基來改善。http://www.ontoresinc.com/ 通常單個殘基的替換就能顯著改善其疏水性, 而這種改變通常是較為保守的, 如用Gly代替Ala。
5. 通過選用不同“框架”來改變序列
如果能用某個序列來制備許多長度一定的相互串連或重疊的多肽合成, 則可以用改變各個多肽起始點的方法來實現改變序列的目的。其原理是: 在同一多肽的親水和疏水殘基間創造新的更好的平衡, 或將同一多肽內的“困難”殘基(比如2個Cys)放進兩個不同的多肽而不是集于同一分子內。
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多肽合成
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