固相多肽合成——高效策略，革新技术

         固相肽合成技术（SPPS）是一种革命性的生物化学技术，自20世纪60年代问世以来，已成为合成肽和蛋白质的主要方法。1963年，罗伯特·布鲁斯·梅里菲尔德（Robert Bruce Merrifield）首次提出了固相肽合成的概念，这一突破性工作不仅极大地提高了肽合成的效率和可控性，还为他赢得了1984年的诺贝尔化学奖。

        在固相肽合成中，肽链的生长是通过逐步加入氨基酸单体来实现的。与溶液相合成不同的是，固相肽合成中，肽链被固定在一个不溶性树脂载体上，这样可以简化反应后的纯化步骤。合成过程从C端氨基酸开始，通过在其α氨基上连接到树脂载体上，然后依次将保护好的氨基酸逐一连接到生长中的肽链上。每次氨基酸连接完成后，通过简单的过滤步骤去除反应中未反应的试剂和副产物，从而减少了传统溶液相合成中需要复杂纯化的步骤。

        SPPS的核心在于两个主要步骤：脱保护和偶联。首先，肽链上的保护基团被移除，使得下一个氨基酸能够结合到肽链的游离氨基上。常用的脱保护试剂包括三氟乙酸（TFA）和二异丙基乙胺（DIPEA），这些试剂能够有效去除保护基而不损坏肽链。脱保护后，氨基酸被活化以便偶联到生长中的肽链上。常用的偶联试剂包括HBTU、HATU等，它们能够促进氨基酸与肽链上的游离氨基形成肽键。

        SPPS的主要优势在于其高效性和自动化潜力。现代的自动化合成器可以在短时间内合成数十个氨基酸长的肽链，使得合成复杂肽和小型蛋白质变得可行。此外，由于合成是在固相载体上进行的，反应物和副产物可以通过简单的洗涤步骤被除去，这大大简化了后期的纯化步骤。

        在SPPS的发展过程中，出现了两种主要的技术流派：Fmoc和Boc策略。这两种方法的区别在于它们使用的氨基酸保护基团和脱保护条件。Fmoc策略使用9-芴甲氧羰基（Fmoc）作为保护基，脱保护时使用碱性条件，如哌啶，而Boc策略使用叔丁氧羰基（Boc）作为保护基，脱保护时使用酸性条件，如三氟乙酸。Fmoc策略由于其温和的脱保护条件和较少的副产物形成，逐渐成为主流。

        Boc策略是最早发展的固相肽合成方法之一，它使用叔丁氧羰基（Boc）作为氨基保护基团。在每个氨基酸残基的连接过程中，Boc基团通过酸性条件（通常是三氟乙酸）去保护，暴露出氨基以进行下一步的肽键形成。与Boc策略相比，Fmoc策略的开发则是在为了避免酸性条件对肽链的潜在损伤的背景下提出的。Fmoc策略采用9-芴甲氧羰基（Fmoc）作为保护基团，利用碱性条件（通常是哌啶溶液）去除Fmoc基团，从而暴露氨基以进行下一步反应。

        以Fmoc策略为例，首先，在合成开始前需要选择合适的树脂作为固相载体，常见的有聚苯乙烯树脂（例如Wang树脂或Rink amide树脂），这些树脂具有能够与氨基酸形成共价键的官能团。合成反应的第一步是将C端氨基酸固定在树脂上，通过与树脂上活化的官能团反应，形成稳定的酰胺键。接下来，使用20%的哌啶溶液去除氨基酸上的Fmoc保护基团，暴露出游离的氨基。然后，加入下一步要连接的氨基酸，该氨基酸通常使用羧基活化剂（例如HBTU、HATU或DIC）进行预先活化，从而促进其与前一氨基酸的氨基形成肽键。这一循环过程在合成每个氨基酸时重复进行，直到整个多肽链合成完成。每次反应结束后，合成过程中使用的溶剂（如DMF、DCM）和副产物都可以通过简单的洗涤步骤去除。

        Boc策略的合成流程虽然与Fmoc策略类似，但其细节有所不同。Boc策略首先也是将C端氨基酸与树脂载体偶联，形成酰胺键。随后，通过使用强酸性试剂（如三氟乙酸，TFA）去除氨基酸上的Boc保护基团，暴露出游离氨基。然后，加入下一个Boc保护的氨基酸，在存在羧基活化剂的条件下，形成肽键。与Fmoc策略不同，Boc策略中由于需要使用酸性条件进行脱保护，因此其应用可能对某些酸敏感的氨基酸或肽链有潜在的影响。尽管如此，Boc策略仍然在一些特定的肽合成中具有独特的优势。

        无论是Fmoc还是Boc策略，每个步骤的反应条件和试剂选择都需精确控制，以确保多肽链的合成高效且准确。最终，通过从树脂上切下肽链并进行纯化，获得目标多肽。两种策略各自在特定应用中展现了独特优势，为研究人员提供了灵活而强大的多肽合成手段。

如需了解更多信息，请访问我们的网站：

阿拉丁：https://www.aladdin-e.com