介绍几种主要的多肽修饰及特点

　　多肽是一种由两个或多个氨基酸通过肽键(酰胺键)连接而形成的化合物。多肽在调节机体各系统、器官、组织和细胞的功能活动以及在生命活动中发挥重要作用，并且常被应用于功能分析、抗体研究、药物研发等领域。而通过对多肽进行修饰进而改变多肽的理化性质也是多肽研究中一种常用的手段。
 

　　多肽修饰种类繁多，从修饰位点不同则可分为N端修饰、C端修饰、侧链修饰、氨基酸修饰、骨架修饰等。
 

　　作为一种改变肽链主链结构或侧链基团的重要手段，多肽修饰可有效改变肽类化合物的理化性质、增加水溶性、改变其生物分布状况、延长体内作用时间、降低毒副作用、消除免疫原性等。
 

　　接下来我们来介绍几种主要的多肽修饰及特点。
 

　　1、环化
 

　　在自然界中，许多具有生物活性的多肽都是环状多肽，因此环肽在现代生物医学中有主多应用。环肽相较于线性肽，具有更好的刚性，对消化系统具有很强的抵抗力，因此可以在消化道中存货，并且对靶受体表现出更强的亲和力。环状多肽通常都是通过环化来实现的，根据环化方式可以分为侧链-侧链式、终端-侧链式、终端-终端式(头尾相连式)。
 

　　2、糖基化
 

　　我们最常见的糖肽如万古霉素和替考拉宁，是治疗耐药细菌感染的重要抗生素，其他糖肽常被用于刺激免疫系统。另外，由于很多微生物抗原是糖基化的，因此研究糖肽对提高感染的治疗效果具有重要意义。另一方面，有研究发现肿瘤细胞细胞膜上的蛋白质表现出异常的糖基化，这使得糖肽在癌症和肿瘤免疫防御研究中也发挥着重要作用。糖肽的制备一般利用Fmoc/t-Bu方法。糖基化残基，比如苏氨酸和丝氨酸常通过五氟苯酚酯活化的Fmoc保护糖基化氨基酸引入到多肽中。
 

　　3、磷酸化
 

　　在人类细胞中，超过30%的蛋白质被磷酸化。磷酸化，尤其是可逆磷酸化，在控制许多细胞过程中起重要作用，如信号转导、基因表达、细胞周期和细胞骨架调节以及细胞凋亡。
 

　　磷酸化可以在各种氨基酸残基上观察到，但最常见的磷酸化目标是丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基。磷酸酪氨酸、磷酸苏氨酸和磷酸丝氨酸衍生物既可在合成中引入到多肽也可在多肽合成以后形成。使用可选择性移除保护基团的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基可以实现选择性磷酸化。一些磷酰化试剂也可通过后修饰在多肽中引入磷酸基团。最近，也有学者使用化学选择性的Staudinger-亚磷酸酯反应实现了赖氨酸的位点特异性磷酸化的案例。
 

　　4、N-甲基化
 

　　N-甲基化通常被用来引入到多肽合成中以阻止氢键的形成，进而使得多肽更加耐受生物降解和清除，最初出现在天然多肽中。利用N-甲基化的氨基酸衍生物(如Fmoc-N-Me-Val-OH，Fmoc-N-Me-Trp(Boc)-OH等)合成多肽是最主要的方法，另外也可利用N-(2-硝基苯磺酰氯)多肽-树脂中间体与甲醇进行Mitsunobu反应，该方法已被用于制备含有N-甲基化氨基酸的环状多肽库。
 

　　5、豆蔻酰化和棕榈酰化
 

　　通过多肽N末端脂肪酸酰化可以让多肽或蛋白质与细胞膜结合。N末端上豆蔻酰化的多肽可以使Src家族的蛋白激酶和逆转录酶Gaq蛋白靶向结合细胞膜。利用标准的酰胺缩合反应即可将豆蔻酸连接到树脂-多肽的N末端，生成的脂肽可在标准条件下解离并通过RP-HPLC纯化。
 

　　6、生物素化
 

　　生物素可以与亲和素或者链霉亲和素有力结合，结合强度甚至接近共价键。生物素标记的肽通常用于免疫测定，组织细胞化学和基于荧光的流式细胞术。标记的抗生物素抗体也可以用来结合生物素化多肽。生物素标记常连接在赖氨酸侧链或者N末端。通常在多肽和生物素之间使用6-氨基己酸作为纽带，纽带能够灵活结合底物，并且在有空间位阻的情况下能结合地更好。
 

　　7、荧光标记
 

　　人们利用利用荧光标记的多肽来检测目标蛋白的活性，并将其发展的高通量活性筛选方法应用于疾病治疗靶点蛋白的药物筛选和药物开发(例如，各种激酶、磷酸酶、肽酶等)。常用的荧光剂有FITC, FAM, TAMRA, CY3, CY5, Rhodamine等。色氨酸(Trp)也带有荧光，因此可以被用于内在标记。色氨酸的发射光谱取决于外围环境，随着溶剂极性降低而降低，这种性质对于检测多肽结构和受体结合很有用处。色氨酸荧光可以被质子化的门冬氨酸和谷氨酸淬灭，这可能会限制其使用。丹磺酰氯基团(Dansyl)与氨基结合时具有高度荧光，也常被用于氨基酸或蛋白质的荧光标记。
 

　　荧光共振能量转换(FRET)对酶的研究十分有用，应用FRET时，底物多肽常含有一个荧光标记基团和一个荧光淬灭基团。标记的荧光基团会被淬灭剂通过非光子能量传递淬灭。当多肽从所研究的酶上解离下来，标记基团就会发射荧光。