多肽合成的应用

背景^[1-3]

多肽合成是一个固相合成顺序一般从C端（羧基端）向N端（氨基端）合成。过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。从1963年Merrifield发展成功了固相多肽合成方法以来，经过不断的改进和完善，到今天固相法已成为多肽和蛋白质合成中的一个常用技术，表现出了经典液相合成法无法比拟的优点，从而大大的减轻了每步产品提纯的难度。多肽合成总的来说分成两种：固相合成和液相多肽合成。

多肽是一种与生物体内各种细胞功能都相关的生物活性物质，它的分子结构介于氨基酸和蛋白质之间，是由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成的化合物。多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质的总称，常常被应用于功能分析、抗体研究、尤其是药物研发等领域。

合成多肽蛋白

多肽合成方法是把不同的或相同的多个氨基酸按指定顺序连结起来构成肽链(含多个肽键-CONH-)化合物的合成方法。由德国化学家费舍尔(E.Fischer)所首创。进行多肽合成，必须首先解决两个问题：①要将氨基酸两个官能团中的一个(通常选氨基)封闭，即用保护基团保护起来，只让没被保护的那个基团(羧基)去同另一个氨基酸分子反应。采用的保护基团不仅要易于同被保护基团发生反应，还须在肽键形成后易去除。②要活化没被封闭的官能团，使之能在较温和的条件下发生反应。可作为氨基保护试剂的有氯甲酸苄酯和叔丁氧甲酰氯等，用来活化羧基的方法则是将羧基变成酰氯、酯、混合酸酐等衍生物或加缩合剂(失水剂)二环已基碳酰二亚胺，使氨基和羧基结合起来。

应用^[4][5]

用于基于一种新型疏水载体辅助的液相多肽合成法的索马鲁肽制备工艺研究

索马鲁肽是一个含有一条长脂肪侧链的三十一肽,通过将GLP-1受体激动剂利拉鲁肽（Liraglutide）结构上的8位谷氨酸残基（Glu）替换成了2-氨基异丁酸残基（Aib）以及将27位赖氨酸残基上的6位氨基连接的软脂酰谷氨酸替换成了由两个8-氨基-3,6-二氧杂辛酸（AEEA）、谷氨酸（Glu）和十八烷二酸偶联而成的长脂肪链而制得。作为一种多肽类药物,索马鲁肽的合成方法与其他多肽类药物类似,主要通过固相合成法制备。

考虑到固相合成法存在的一些缺点以及索马鲁肽结构的特点（它含有一条长脂肪侧链,其合成原料价格昂贵）,我们尝试将一种新型基于疏水载体辅助的液相肽合成法用于索马鲁肽的合成,并在此基础上进行工艺优化。这种新方法的原理类似于传统固相合成法,也是将多肽C末端的氨基酸与载体偶联,然后通过逐个偶联的方式得到所需片段,最后通过裂解得到产物。

然而,该方法与固相合成法具有明显本质区别:其所使用的载体在非极性溶剂中高度易溶,而在极性溶剂中难溶;偶联和脱保护反应为均相反应,可在溶液中进行,能通过TLC法进行简单直观的监测,有效减少了杂质的产生;当反应完成后,只需向反应液中加入不良溶剂即可析出产物结晶,分离纯化步骤像固相合成法一样易于处理;由于是均相反应,其氨基酸以及催化剂的投料量更加合理,无须像固相合成法那样大幅过量,这在很大程度上降低了制备成本。

基于该方法的特点和索马鲁肽结构性质,我们将索马鲁肽分为以下六个片段:Boc-His（Trt）-Aib-Glu（OtBu）-Gly-OH（片段1）、Fmoc-Thr（tBu）-Phe-Thr（tBu）-Ser（tBu）-Asp（OtBu）-OH（片段2）、Fmoc-Val-Ser（tBu）-Ser（tBu）-Tyr（tBu）-Leu-Glu（OtBu）-Gly-OH（片段3）、Fmoc-Gln（Trt）-Ala-Ala-Lys[-AEEA-AEEA-γ-Glu（α-OtBu）-Oct（OtBu）]-Glu（OtBu）-Phe-OH（片段4）、Fmoc-Ile-Ala-Trp（Boc）-Leu-OH（片段5）、Fmoc-Val-Arg（Pbf）-Gly-Arg（Pbf）-Gly-OH（片段6）。

选择2,4-二（二十二烷氧基）苯甲醇作为可溶性疏水载体,将氨基酸的羧基通过酯化反应偶联到载体的醇羟基上,并通过Fmoc保护法依次偶联氨基酸得到六个Fmoc保护的连有载体的片段:Tag-片段1-6。然后分别脱去Tag-片段1-5的载体,并在Tag-片段6的基础上依次按片段5-1的顺序（即索马鲁肽主链C末端到N末端的顺序）偶联得到Tag-全保护索马鲁肽,最终通过裂解和制备液相纯化得到索马鲁肽。

在索马鲁肽的合成研究中,由于片段4结构中赖氨酸残基（Lys）的氨基上连有长脂肪侧链,我们选用Alloc-Lys（Fmoc）-OH作为片段上赖氨酸残基的原料。当偶联至此氨基酸残基时,首先脱去Fmoc保护基并使用侧链所需要的三种原料依次偶联合成侧链,然后脱去Alloc保护基并偶联主链上剩余的氨基酸残基得到片段4。

参考文献

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[5]刘兴邦.基于一种新型疏水载体辅助的液相多肽合成法的索马鲁肽制备工艺研究[D].山东大学,2020.