第四章蛋白质的化学合成

第四章蛋白质的化学合成（简介）开始时是液相的化学合成（目前已把它叫做经典的方法），发展到60年代中期出现了固相合成和自动化，这是吸取了高分子化学的成就。从60年代末到70年代前半期，利用蛋白质和多肽的专一性降解和对酶促反应深入研究的结果建立了蛋白质和多肽的半合成方法和酶促合成方法。70年代下半期，DNA合成和基因工程的兴起又从另一个侧面对多肽合成产生了巨大的影响，一些蛋白质和多肽已经可以通过基因合成和基因工程的手段用细菌来生产。蛋白质合成的发展液相合成：低投入，低成本，易实现大规模化生产.固相合成：合成工艺简单、中间体不需要纯化、生产周期较短、容易实现半机械化.半合成方法和酶促合成方法：主体选择性高；区域选择性高；氨基酸范围窄；集团保护性要求低；底物纯度要求中；无副产物；无消旋化.基因工程的方法：对于合成较大的肽和蛋白质有天然优势.方法比较目的基因+载体DNA重组DNA宿主细胞（转基因生物）复制表达蛋白质（酶）代谢产物（目标有机分子）固相合成技术(Solidphasesynthesis)基本原理：每一步反应的产物都以固相形式存在。在整个过程中，反应物与产物始终在不同的相中。XAXABABCABC解解+ABC解解多肽合成之父梅里菲尔德RobertBruceMerrifield(1921-)获得1984年诺贝尔化学奖自1953年起,多年从事蛋白质化学的研究。从1959年5月开始研究多肽固相合成法.1962年成功地用固相合成法合成一个二肽。同年他又合成一个四肽。1963年又合成了含有9个氨基酸残基的缓舒激肽,只花了8天时间。梅里菲尔德的多肽固相合成法比经典的合成方法省时间,简便,效率又高.随后,在实践中不断完善,到了70年代,已成为许多多肽合成实验室使用的一种基本方法。1965年梅里菲尔德制成了第一台自动化合成仪。1969年他用这台仪器高速地合成由124个氨基酸残基组成的核糖核酸酶A。核糖核酸酶A是世界上首次人工合成的酶。他因发明多肽固相合成法,对发展新药物和遗传工程的重大贡献而获1984年诺贝尔化学奖。现在广泛应用的＂蛋白质自动合成仪＂就是在这个基础上发展起来的。ResinHCHO,HClHeatedResinCH2ClCCHOO-NHtBocResinCHOCOCHNHtBocR1CF3COOH或HCl/CH3COOHResinCHOCOCHR1NH2CCHOO-NHtBocR2DCCResinCHOCOCHNHCOCHR1R2NHtBocCHOCOCHNHCOCHNHR1R2COCHRnNHtBocResinHOCOCHNHCOCHNHCOCHCOCHRnNH3+CF3COOH+HBr目标多酞N,N’-二环已基碳二亚胺CN这也是世界上第一个蛋白质的全合成。这是我国科技人员在奋力攀登世界科学高峰，为祖国在基础研究方面争得的一项世界冠军。1965年，中国科学院和北京大学生物系联手首次人工合成了牛胰岛素，成了轰动世界的大事。1953年duVigneaud(维格诺德)首次化学合成了多肽激素—催产素(8AA),1955年诺贝尔化学奖。1970年，中国血统的美国生物化学家李卓浩合成了有188个氨基酸链的人体生长激素。1979年，矢岛治明等人用液相法成功地合成了有124个氨基酸残基的牛胰核糖核酸酶(RNase),各种指标都达到天然RNA酶水平。氨基和羧基以及侧链基团的保护羧基活化和形成肽键脱除保护基和纯化从原则上讲：蛋白质或多肽的合成并不复杂，大体上可分为三个步骤：固相多肽合成已经有40年的历史了，然而到现在，人们还只能合成一些较短的肽链，更谈不上随心所欲地合成蛋白质了，同时合成中的试剂毒性，昂贵费用，副产物等一直都是令人头痛的问题。而在生物体内，核糖体上合成肽链的速度和产率都是惊人的。是否能从生物体合成蛋白质的原理上得到一些启发，应用在固相多肽合成（树脂）上，这是一个令人感兴趣的问题，也许是今后多肽合成的发展。