多肽片段连接方法及肽硫酯和肽醛的合成*

本文综述了多肽和蛋白质合成中的片段连接方法,这是近年来多肽和蛋白质合成领域中方法学上的重要进展.该方法使用非保护的多肽片段,无需酶或化学活化试剂,在缓冲溶液中能够高产率地获得多肽和蛋白质.还介绍了与多肽片段连接有关的肽硫酯和肽醛的合成方法.     

ω-芋螺毒素的定量构效关系与虚拟筛选

ω-芋螺毒素属于海洋生物活性多肽,由24-31个氨基酸残基组成.特异性作用于电压敏感的钙离子通道(VGCCs),能够直接开发成药物或作为先导化合物进行新药开发.本文应用新型氨基酸残基结构描述符cscales和遗传偏最小二乘算法,对ω-芋螺毒素进行定量构效关系(QSAR)研究,并设计、构建了容量为2244个化合物的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂虚拟组合多肽库,然后分别采用QSAR模型预测和相似性搜索方法对组合多肽库进行了虚拟筛选.研究结果表明,建立的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂QSAR模型均具有较好的预测能力,交叉验证相关系数(CV-r2)均大于0.89.主成分分析和聚类分析结果表明,虚拟组合多肽库中化合物具有较好的结构多样性和差异性.通过虚拟筛选,得到了具有高预测活性的6个N-型和19个P/Q-型钙离子通道拮抗剂,为进一步的合成和活性评价奠定了理论基础.同时,本文建立的多肽QSAR预测模型和虚拟筛选策略,为其它多肽类化合物的定量构效关系研究和虚拟筛选提供了参考.     

μ-芋螺毒素及其类似物的定量构效关系研究

μ-芋螺毒素是肌肉型钠离子通道的专一性阻断剂,本文主要采用PLS（PartialLeastSquare）多元数学分析方法对μ-芋螺毒素及其17个类似物进行了定量构效关系研究,建立了QSAR模型,其模型的交叉验证值R2＝0．813,Y实验值与Y预测值的相关系数0．903．计算结果表明,对分子活性影响比较大的是13位精氨酸残基和分子中的电荷变化,增加分子的正电荷,将提高分子的活性,其次是19,2,12,9,和17位氨基酸残基．     

新型桶形芋螺毒素BtIIIB的分离纯化、氨基酸序列测定及二硫键定位研究

采用凝胶色谱、高效液相色谱等方法从栖息于我国南海的桶形芋螺的毒液中纯化出一个新的芋螺毒素BtIIIB．采用氨基酸组成分析、质谱分析和Edman降解测定BtIIIB为15肽, 其氨基酸序列为: CCELPCHGCVPCCWP．结构中含有6个半胱氨酸, 形成3对分子内二硫键．采用部分还原的方法, 分步还原毒素中的二硫键, 用氰基化试剂衍生生成巯基, 然后在碱性条件下将衍生的产物进行裂解, 用MALDI-TOF MS测定裂解后片段的分子量, 确定了其二硫键的配对方式为Cys¹-Cys¹³, Cys²-Cys⁹, Cys⁶-Cys¹²的部分交叉式结构, 是芋螺毒素中比较特别的配对方式．     

α-芋螺毒素构效关系与分子设计

α-芋螺毒素(α-conotoxins)是从芋螺毒液中提取到的一类活性多肽. 与其它家族的芋螺毒素相比, 它们含二硫键少, 结构相对简单, 由于作用于神经肌肉接头的N-乙酰胆碱受体(nAChRs)的不同亚型, 拮抗乙酰胆碱, 可作为鉴定nAChRs亚型及其亚基的有效工具, 已成为芋螺毒素结构改造的最佳先导化合物. 利用HyperChem软件包的量子化学半经验方法AM1对8个具有代表性的α-芋螺毒素进行了量子化学计算, 研究了它们的电子结构及构效关系. 结果表明, 空间结构的相似性使它们作用于同一受体, 局部结构差异而导致的电子结构的较大差别是它们能作用于不同受体亚型的重要原因. 在此基础上, 以α-芋螺毒素GI为模型设计了7个类似物并进行了量子化学计算, 比较了类似物与GI在空间结构及电子结构方面的特征.     

ω-芋螺毒素的定量构效关系与虚拟筛选

ω-芋螺毒素属于海洋生物活性多肽, 由24-31 个氨基酸残基组成. 特异性作用于电压敏感的钙离子通道(VGCCs), 能够直接开发成药物或作为先导化合物进行新药开发. 本文应用新型氨基酸残基结构描述符cscales和遗传偏最小二乘算法, 对ω-芋螺毒素进行定量构效关系(QSAR)研究, 并设计、构建了容量为2244 个化合物的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂虚拟组合多肽库, 然后分别采用QSAR模型预测和相似性搜索方法对组合多肽库进行了虚拟筛选. 研究结果表明, 建立的N-型和P/Q-型VGCC拮抗剂QSAR模型均具有较好的预测能力, 交叉验证相关系数(CV-r²)均大于0.89. 主成分分析和聚类分析结果表明, 虚拟组合多肽库中化合物具有较好的结构多样性和差异性. 通过虚拟筛选, 得到了具有高预测活性的6 个N-型和19 个P/Q-型钙离子通道拮抗剂, 为进一步的合成和活性评价奠定了理论基础. 同时, 本文建立的多肽QSAR预测模型和虚拟筛选策略, 为其它多肽类化合物的定量构效关系研究和虚拟筛选提供了参考.     

4-羟基脯氨酸立体异构对α-芋螺毒素溶液构象的影响

在α-芋螺毒素及其它家族的芋螺毒素中, 脯氨酸的羟基化是非常普遍的后转录修饰方式. 在天然芋螺毒素中脯氨酸的羟基常采用反式构型, 且该残基对芋螺毒素的结构与生物活性产生了重要的影响, 而顺式构型的羟脯氨酸对α-芋螺毒素的折叠与生物活性的影响还鲜有研究. 本工作通过二维(2D)溶液核磁共振方法测定了经过化学修饰的三个含有反式或顺式羟脯氨酸的α-芋螺毒素的溶液结构, 它们是α4/7亚家族芋螺毒素肽[γ15E]Sr1B、[O7O'/γ15E]Sr1B和[O6O'/γ14E]Vc1A. 研究表明, 羟基顺反异构化学修饰对芋螺毒素的结构影响显著. 羟脯氨酸羟基的反式到顺式修饰导致α-芋螺毒素肽明显的溶液构象变化, 这些变化包括二级结构的改变、关键残基的侧链取向变化以及氢键性质的改变. [O7O'/γ15E]Sr1B与[γ15E]Sr1B相比, 典型的α-芋螺毒素ω弯曲结构发生形变. 而[O6O'/γ14E]Vc1A不同于Vc1A的是末端转角结构的缺失. 本工作加深了对α-芋螺毒素肽的化学修饰法的理解, 该方法是阐明α-芋螺毒素结构-生物活性关系的有用工具.     

片段法合成抗骨质疏松多肽药物特立帕肽

将特立帕肽序列中的34个氨基酸分成4个片段:1-11、 12-16、 17-24和25-34;以Wang Resin（王树脂）为固相载体制得25-34肽树脂;以CTC Resin（2-氯三苯甲基氯树脂）为固相载体制得1-11、 12-16和17-24等3个片段的全保护肽,然后将3个片段的全保护肽按照肽序依次缩合到25-34的肽树脂上,经三氟乙酸切割并脱除侧链保护基得特立帕肽粗品,再经液相色谱纯化得特立帕肽,纯度大于99%,总收率达33%,其结构经MS(ESI)确证。     

含有D型氨基酸的新型毒肽——芋螺马芬在pH 5的溶液结构

Conomarphin, a novel conopeptide containing D-amino acid, was identified from the venom of Conus marmoreus and classified into M-superfamily of conotoxin. In this article, we reported the 3D structure of conomarphin at pH 5 determined using 2D 1H NMR method in aqueous solution. Twenty converged structures of this peptide were obtained based on 205 distance constraints, 8 dihedral angle constraints, and 2 hydrogen bond constraints. The root mean square deviation (RMSD) values of the backbone atoms were (0.074依0.029) nm. The refined structure of conomarphin at pH 5 contained a short 310-helix at C-terminal of the peptide. It was also characterized by a loose loop centered at Ala6. Comparison of structural and electrostatic potential between conomarphin at pH 3 and pH 5 were presented. Although the solution structure of conomarphin at pH 5 shared part of the same secondary structure element with the structure of conomarphin at pH 3, it adopted a distinctive backbone conformation with the overall molecule resembling a“flexcual arm”when viewed fromthe front. Structural differences imply that this conopeptide is rather pH sensitive and its bioactivity in vivo might be related to the acidity.     

4-(ω-丙烯酸丁酯氧基)苯甲酸酯类液晶的合成

液晶;丙烯酸;(ω-丙烯酸丁酯氧基)苯甲酸酯;合成     

蛋白质的化学全合成

含有非天然氨基酸的蛋白质（如翻译后修饰蛋白质、修饰有探针分子的蛋白质等）是化学生物学中重要的生理活性分子。这些分子难以通过生物表达来获取，而必须使用化学方法来合成。半胱氨酸肽片段连接方法是目前应用于蛋白质化学全合成中的一种重要方法，该方法能够在温和的水溶液中高效地实现肽片段的连接，从而生成天然或者非天然的蛋白质。本文系统地综述了半胱氨酸肽片段连接方法的基本原理，详细讨论了近年来人们对该方法的一些重要改进。最后又介绍了该方法在几类重要的蛋白质分子合成中的代表性应用。     

TTT活泼酰胺法在固相肽合成中的应用——促生长激素释放肽的合成及其生物活性

通过合成促生长激素释放肽,对四氢噻唑-2-硫酮(TTT)活泼酰胺法在固相肽合成中的应用进行了研究。实验结果表明,TTT活泼酰胺同载体上的氨基组分的缩合反应速度很大,每步缩合反应的产率很高(>99.3％),最终产品的纯度也很令人满意。此外,还报道了合成肽的生物活性。     

应用部分保护肽片段的硫酯合成c-Myb蛋白(38—89)-NH_2

本文研究了应用4-甲基苄基氯选择性保护肽片段中的半胱氨酸巯基,用部分保护肽片段的硫酯合成了c-Myb蛋白(38—89)-NH_2,由4-甲基苄基保护的巯基在硫酯的银离子活化条件下很稳定,该方法可用于含半胱氨酸蛋白质的化学合成。     

微波法合成1,ω-二(2,2-二氨基-1,3,4-噻二唑-5-)烷烃类化合物

以浓硫酸为催化剂,氨基硫脲(1)与二元羧酸(2a～2d)在微波辐射下经环合反应合成了四种新型的1,ω-二(2,2-二氨基-1,3,4-噻二唑-5-)烷烃类化合物,其结构经1H NMR和IR表征.最佳反应条件为:1 20mmol,n(1):n(2)=2.0:1.8,浓硫酸2.6 mL,中低火微波辐射6 min,产率77....     

内吗啡肽-1及其类似物的合成及与阿片受体结合作用

内吗啡肽－1和内吗啡肽－2（Endomorphin-1,EM-1;Endomorphin-2,EM-2)是阿片肽类化合物中近期发现的两种,被认为是μ型阿片受体（μ-opiate receptor,MOR)的高亲和性、高选择性的内源性配基^[1]。这一发现是阿片肽研究领域的又一次重大突破,尤其是EM－1与阿片受体相结合的作用^[2]、镇痛效应和降血压活性引起了广泛关注。Fiori等^[3]进而指出了EM－1的生物活性构象,当其处于膜模拟环境中时,认为主链采取伸展构象,2－Pro等^[3]进而指出了EM－1的生物活性构象,当其处于膜模拟环境中时,认为主链采取伸展构,2－Pro采取顺式构型;1－Tyr的侧链与3－Trp的侧链距离较近,而结合EM－1构象研究成果,合理替换了EM－1的2－／3－位氨基酸（Amino acid,Aa),用液相多肽合成法得到了EM－1及其6个类似物,并利用离体生物检定法研究了它们的阿片受体结合作用,以期有助于内吗啡肽进一步的基础及应用研究。     

电化学活性的二茂铁-肽的合成及其对β-淀粉样肽聚集的抑制作用

以二茂铁甲酸、甘氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸和赖氨酸为原料,苯并三唑-1-四甲基六氟磷酸酯(HBTU)及1-羟基苯并三唑(HOBt)为缩合剂,采用固相合成法,合成了Fc-Gly-Lys-Leu-Val-Phe-Phe-Gly-Lys-OH(简称Fc-GKLVFFGK,其中Fc:ferrocenoyl,二茂铁).用HPLC分离纯化得到目标化合物,并对目标化合物进行红外、紫外、核磁和质谱表征确证其结构.Fc-GKLVFFGK的循环伏安扫描结果表明,在0.2～0.7V范围内出现了一对可逆的氧化还原峰,氧化峰和还原峰电位分别为0.464和0.396V;峰电位之差?Ep为58mV,峰电流密度之比Ipa/Ipc=1.07.采用ThT荧光探针法检测了Fc-GKLVFFGK对β-淀粉样肽(Aβ)聚集的抑制作用.实验结果表明,Fc-GKLVFFGK能有效地抑制Aβ1-42聚集,并且能有效地分解已形成的Aβ1-42纤维.     

相转移催化法合成对苯二酚二(ω-氯代二甘醇)醚

在相转移催化剂存在下,由对苯二酚和2-氯乙醚一步合成对苯二酚二(ω-氯代二甘醇)醚,收率81％。     

α,ω—双（2—苯并咪唑）二硫化合物的简便合成

咪唑具有特异的质子授-受性能、共轭酸-碱性能及识别络合性能,享有“生命配体”之美誉。在自然界中,咪唑作为许多酶的活性中心功能基,参与了许多重要的生物化学反应,对生命活动起着十分重要的作用[1,2]。许多药物、农药、酶抑制剂及精细化学品等也含有咪唑结构组分[3-5]。选用咪唑、双咪唑成功构筑了多种人工受体、人工酶及仿生功能体系[6-9]。探索、拓展咪唑、双咪唑化合物的合成反应及应用是很有意义的。近年,我们报道了含脂肪烃、芳香烃、醚键为桥基的几类双咪唑或双苯并咪唑的合成[10-13],以及手性含硫大环配体的合成[14]。本文报道一类…     

硫代丁内酯拼接吡唑啉酮双螺环化合物的合成

以3-异硫氰酸酯取代的硫代丁内酯1为合成子,在有机催化剂DABCO作用下,与各种取代的吡唑啉酮烯烃2发生Michael加成与环化反应,获得了9个未见文献报道的新型硫代丁内酯拼接吡唑啉酮双螺环化合物3a～3i,产率70%～77%,dr 2/1～9/1,其结构经¹H NMR,¹³C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征,通过单晶进一步确定了化合物3c的构型。该类化合物含有螺环丁内酯和螺环吡唑啉酮生物活性骨架,对医药行业具有重要的潜在价值。     

新型3,3′-吡咯双螺环氧化吲哚类化合物的有机催化不对称合成

以3-异硫氰氧化吲哚(1)与3-烯氧化吲哚(2),经济易得的有机奎宁作为有机催化剂,在二氯甲烷溶剂中发生Michael加成环化反应,合成了12个未见文献报道的3,3′-吡咯双螺环氧化吲哚类化合物3a^3l,产率81%~92%,ee值86%~>99%,dr值7/1~>20/1,其结构经1H NMR,13C NMR和HR-MS(ESI-TOF)表征。通过培养3c(CCDC:1961579)和3j(CCDC:1961580)单晶,确定其绝对构型为(2′R,3′S,4′R)。