多肽合成--肽鏈設(shè)計(jì)的小知識分享
多肽是復(fù)雜的大分子, 因此每條序列在物理和化學(xué)特性上都是獨(dú)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(yīng)用于生物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng), 因此研究人員不能使用該多肽達(dá)到自己的目的, 因此下面是對于研究人員設(shè)計(jì)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(dǎo)致粗產(chǎn)物純度降低, 小于15個(gè)殘基的肽能較容易得到。當(dāng)肽鏈長度增加到20個(gè)殘基以上時(shí), 正確產(chǎn)物的量就是一個(gè)主要考慮的問題。在許多實(shí)驗(yàn)中, 降低殘基數(shù)低于20往往能得到更好的結(jié)果。
2. 減少疏水殘基數(shù)
疏水殘基占明顯優(yōu)勢的肽，尤其在距C端7-12個(gè)殘基的區(qū)域，常常引起合成困難。這通常被認(rèn)為是由于合成中形成b折疊片，這樣產(chǎn)生不完全配對。在這些例子中, 用1個(gè)或幾個(gè)極性殘基置換, 或加入Gly或Pro以打開肽結(jié)構(gòu)可能會有幫助。
3. 減少“困難”殘基
有多個(gè)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(shí)帶負(fù)電荷), 我們推薦乙酰化(N端乙�；�, C端保持自由羧基), 以增加負(fù)電荷。而對于堿性肽 (即pH值為7時(shí)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(dāng)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(tuán), 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(shí), 該方法則不可行。
4. 通過置換一個(gè)或多個(gè)殘基改變序列
肽鏈的可溶性可通過改變序列內(nèi)某些殘基來改善。http://www.ontoresinc.com/ 通常單個(gè)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(gè)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(gè)多肽起始點(diǎn)的方法來實(shí)現(xiàn)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(chuàng)造新的更好的平衡, 或?qū)⑼欢嚯膬?nèi)的“困難”殘基(比如2個(gè)Cys)放進(jìn)兩個(gè)不同的多肽而不是集于同一分子內(nèi)。
合成困難肽的選擇
1. 減少序列長度
由于肽的長度增加導(dǎo)致粗產(chǎn)物純度降低, 小于15個(gè)殘基的肽能較容易得到。當(dāng)肽鏈長度增加到20個(gè)殘基以上時(shí), 正確產(chǎn)物的量就是一個(gè)主要考慮的問題。在許多實(shí)驗(yàn)中, 降低殘基數(shù)低于20往往能得到更好的結(jié)果。
2. 減少疏水殘基數(shù)
疏水殘基占明顯優(yōu)勢的肽，尤其在距C端7-12個(gè)殘基的區(qū)域，常常引起合成困難。這通常被認(rèn)為是由于合成中形成b折疊片，這樣產(chǎn)生不完全配對。在這些例子中, 用1個(gè)或幾個(gè)極性殘基置換, 或加入Gly或Pro以打開肽結(jié)構(gòu)可能會有幫助。
3. 減少“困難”殘基
有多個(gè)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(shí)帶負(fù)電荷), 我們推薦乙酰化(N端乙�；�, C端保持自由羧基), 以增加負(fù)電荷。而對于堿性肽 (即pH值為7時(shí)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(dāng)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(tuán), 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(shí), 該方法則不可行。
4. 通過置換一個(gè)或多個(gè)殘基改變序列
肽鏈的可溶性可通過改變序列內(nèi)某些殘基來改善。http://www.ontoresinc.com/ 通常單個(gè)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(gè)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(gè)多肽起始點(diǎn)的方法來實(shí)現(xiàn)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(chuàng)造新的更好的平衡, 或?qū)⑼欢嚯膬?nèi)的“困難”殘基(比如2個(gè)Cys)放進(jìn)兩個(gè)不同的多肽而不是集于同一分子內(nèi)。
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多肽合成
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