Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐的合成及其应用

简介

Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐的CAS号是139262-23-0，分子式是C21H25ClN2O4，分子量是404.89，折射率是-11.0 ° (C=1, DMF)，一般Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐的储存条件为2-8°C。

图1 Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐的结构式。

合成

图2 Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐的合成路线[1]。

在MeCN-HEPES 1:1混合物中加入10当量的BCN (0.02 M, pH 7.0)。让混合物反应至少30分钟。准备样品溶液，每个溶液含有1ml溶剂(MeCN-HEPES 2:1, 0.02 M, pH 7.0)， 0.1 mM浓度的(E)- n2 -((9h -芴-9-甲氧基)羰基)- n6 -((7-(二乙基氨基)-3-(2-(6-甲基-1,2,4,5-四锌-3-乙烯基)-香豆素基甲氧基)羰基)- l-赖氨酸。使用持续风扇冷却光源照射样品30分钟。将样品转移到HPLC-UV-MS系统中，记录色谱图，提供最终产品Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐。

图3 Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐的合成路线[2]。

将受保护的氨基酸衍生物(2mg)放入装有螺旋盖的玻璃瓶(1.5 mL)中。在HFIP中加入相应的酸溶液(1 mL)，0.1 M HCl。将反应混合物在室温下孵育240分钟，用RT-HPLC和MALDI-TOF或ESI HR质谱分析得到产物Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐。

应用

Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐作为一类生物保鲜剂，可在人体中分解成人体必需氨基酸的赖氨酸，它具有良好的安全性。除此之外，Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐还具有广谱抑菌性，Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐能够抑制革兰氏阳性菌和真菌还有一些革兰氏阴性菌[3-4]。Shim在1984年首次提出了Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐的抑菌性，经研究发现Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐能够有效的抑制多种细菌和真菌的生长繁殖。Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐对能够很多食品腐败菌种均有不同程度的抑制作用。Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐经不同温度条件下处理一段时间后，其抑菌效果仍基本不变，表明Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐具有较好的热稳定性。除此之外，Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐还可与不同种类的食品添加剂复合使用以增强其协同抗菌作用，比如将Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐与 0.1%强醋酸的混合后的抑菌效果比二者单独使用时大大增高[5]。Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐热稳定性好，水溶性高，使用便捷。

Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐为一种 通过淀粉酶产色链霉菌（Streptomycesdiastatochromogenes）经过受控发酵培养液的离子交换树脂进行一系列过程提纯而来，可以作为防腐剂应用于豆类及其制品、果蔬、调味品、小麦粉及其制品、杂粮类、菌类、粮食、肉制品、饮品类以及水产品类[6-7]。根据国家卫生计生委在2014年颁布的第1号公告《关于批准Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐等4种食品添加剂新品种等公告》中指出批准的Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐为食品添加剂。Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐是一类人体必需氨基酸，经过α-羟基以及氨基形成的酰胺键连接在一起的聚合物[8]。由于Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐的稳定性不佳，因此常用其盐酸盐代替它，Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐进入人体后会被消化道消化吸收随即逐渐被分解为赖氨酸，因此除了作为生物保鲜剂之外，Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐还可以成为赖氨酸的主要来源之一[9-10]。

Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐是被世界各个国家允许的可以添加在食品当中的强化氨基酸。因此Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐是一种营养型保鲜剂，其安全性高，LD50为5g/kg。因为Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐本身带有正电荷，能够与携带阴离子电荷的物质结合发生静电作用，从而降低抑菌效果。其在混合环境中的抑菌稳定性不如其盐酸盐稳定[11]。为了提高Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐的稳定性，改变静电环境成为有效途径，日本已经推出了醋酸制剂、酒精制剂等等，其中醋酸制剂应用最为广泛[12]。Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐带有的正电荷虽然对食品应用存在负影响，但其静电作用力有利于生物膜的穿透[13]。由于Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐具有无毒无害、广谱抑菌性及很强的稳定性等因素，研究者将Fmoc-L-赖氨酸盐酸盐应用在水产品保鲜中，探究它的抗菌能力，目的是为了给工业化生产提供一定的科学理论依据。

参考文献

[1] W. Feng, C. Ma, M. Zhang, Method for synthesizing pasireotide [Machine Translation], Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences, Peop. Rep. China . 2022, p. 12pp.

[2] L. Li, F. Yan, W. Yang, A kind of synthetic polypeptide and its application [Machine Translation], Nanjing Stomatological Hospital, Peop. Rep. China . 2022, p. 8pp.

[3] Y. Xiong, L. Wang, W. Xu, L. Li, Y. Tang, C. Shi, X. Li, Y. Niu, C. Sun, C. Ren, Electrostatic induced peptide hydrogel containing PHMB for sustained antibacterial activity, J. Drug Delivery Sci. Technol. 75 (2022) 103717.

[4] P. Kasza, K. Pociecha, K. Wojcik-Pszczola, V. Canale, E. Wyska, P. Zajdel, P.W. Szafranski, M. Cegla, Ligand assisted CuAAC labelling and RP-HPLC analysis of zidovudine and Retrovir using propargyl-Fmoc probe, Eur. J. Pharm. Sci. 178 (2022) 106293.

[5] D. Shi, X. Xu, C. Liu, Method for preparing amino modified silica microsphere and application thereof [Machine Translation], Suzhou Lasuo Biochip Technology Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2022, p. 11pp.

[6] H.G. Yu, Liquid-phase, supplementary feed composition containing coenzyme Q10, S. Korea . 2022, p. 17pp.

[7] J. Wang, B. Yang, C. Lv, T. Chen, L. Sun, L. Sun, J. Hao, F. Ding, T. Wang, J. Jiang, Y. Qin, Amino porphyrin-peptide assemblies induce ribosome damage and cancer stem cell inhibition for an enhanced photodynamic therapy, Biomaterials 289 (2022) 121812.

[8] R. Maharani, A. Firdausi, T. Mayanti, D. Harneti, N. Nurlelasari, S. Ishmayana, K. Farabi, U. Supratman, A.T. Hidayat, Total synthesis of a reversed-bacicyclin using a combination of solid- and solution-phase methods, Indones. J. Chem. 22(4) (2022) 1061-1069.

[9] H. Lu, R.A. Batey, Total synthesis of chaiyaphumines A-D: A case study comparing macrolactonization and macrolactamization approaches, Tetrahedron Lett. 108 (2022) 154138.

[10] M.V. Sidorova, M.E. Palkeeva, D.V. Avdeev, I.M. Studneva, L.I. Serebryakova, O.M. Veselova, I.V. Dobrokhotov, A.S. Molokoedov, O.I. Pisarenko, Synthesis of the Antagonist of the GalR2 Galanin Receptor and Studies of Its Biological Activity in Ischemia and Reperfusion of the Rat Heart In Vivo, Russ. J. Bioorg. Chem. 48(5) (2022) 1020-1026.

[11] Y. Song, W. Zhen, J. Chi, J. Gu, Y. Huang, Method for solid phase synthesis of ds-8201 intermediate and preparation method of ds-8201 [Machine Translation], BrightGene Bio-Medical Technology Suzhou Co., Ltd., Peop. Rep. China . 2022, p. 12pp.

[12] Y. Fu, Y. Zhang, S. Ju, B. Ma, W. Huang, S. Luo, Isolation and characterization of five novel disulfide-poor conopeptides from Conus marmoreus venom, J. Venomous Anim. Toxins Incl. Trop. Dis. 28 (2022) e20210116.

[13] X. Luo, B. Ding, X. Liu, Poly(acrylic acid)/Dipeptide Double-Network Hydrogel to Achieve a Highly Stretchable Strain Sensor, Chemosensors 10(9) (2022) 360.