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多肽药物固相合成法及常用多肽片段已有1人参与
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一、概述 多肽是重要的生物调节物，由三个以上氨基酸分子脱水缩合成的化合物，广泛应用于疫苗、抗肿瘤、抗菌、内分泌、心血管等医疗领域。目前已上市的多肽药物达到近100种[1]。由于多肽药物的生物活性和独特的优势，多肽药物制备工艺的研究已经成为当前研究的前沿与热点。而多肽的合成及纯化方法是多肽制药工艺的重要组成部分，其中多肽合成方法主要有生物合成法和化学合成法，而化学合成法中固相合成法操作方便，重复进行的偶合操作易于实现自动化处理，产品收率和纯度较高，极大地促进了多肽药物的研究发展。 在固相合成法出现前，液相合成是多肽化学合成的唯一方法，与大多数化学反应一样，也是在液相中进行氨基酸的缩合连接，合成原理如图1所示[2]。在一些具有非常规结构的多肽合成中具有优势，但由于反复的缩合、分离纯化等步骤费时费力，并不适合长链多肽的合成，因此固相合成已经成为多肽合成的主流方法。 在固相合成过程中，第一个氨基酸的C端预先固定在不溶性载体树脂上，通过缩合反应将该氨基酸脱保护的N端与下一个氨基酸的羧基进行连接，再经洗涤、脱保护、洗涤等重复操作，逐步连接氨基酸，延长肽链，直到多肽链完成。接着进行切肽、修饰、分离纯化，最终获得目标多肽。 二、固相合成法分类 多肽固相合成法经过发展，目前主要分为两类：Boc固相合成法和Fmoc固相合成法。以下分别介绍两种方法反应机理及优势、劣势分析： Boc固相合成法：① 反应机理：α-氨基用Boc保护，侧链用苄醇类保护。合成时用TFA脱除Boc保护基，再用胺中和N端，用缩合剂活化、偶联下一个氨基酸，重复操作直至完成目标多肽，最后用HF或TFMSA进行裂解。② 优势：对于强碱条件、亲核条件、接触还原条件、弱的氰化物的还原条件耐受性好，可与Fmoc合成法互补使用。③ 劣势：1）反复使用强酸脱除保护，易使肽链从树脂上切除，在酸性条件下；2）氨基酸侧链易发生副反应。 Fmoc固相合成法：①反应机理：α-氨基用Fmoc保护，合成时用吡啶脱除Fmoc保护基，再用缩合剂活化、偶联下一个氨基酸，重复操作直至完成目标多肽，最后用TFA或TMSBr进行裂解。②优势：1）避免使用HF等强酸，副产物少，收率高；2）可通过监测Fmoc基团的紫外特征峰监控反应进展，方便生产过程控制。③劣势：合成中需使用过量的氨基酸、缩合剂和大量溶剂，不利于环保。 三、固相合成法案例 礼来开发的葡萄糖依赖性促胰岛素多肽（GIP）受体和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体的双重激动剂替尔泊肽，就是通过固相合成法合成多个短肽片段（AA1-14、AA15-21、AA22-29和AA30-39片段）。再通过液相合成方法将上述四个片段结合得到最终产物。而合成这些短肽片段的固相合成过程中，并非是一个一个氨基酸偶联完成，而是通过带有Fmoc或Boc保护的二肽或四肽进行偶联得到多个长片段。这样做可以减少氨基酸的使用量，同时减少杂质的生成，提高生产效率和产品质量。 四、常用的二肽或四肽片段 随着司美格鲁肽减肥适应症在国内的上市，国内企业在GLP-1多肽药物领域，无论是仿制药还是新药的研发都在如火如荼地开展，对于多肽药物的原料需求也大幅增加。从多肽药物的合成工艺来看，大多片段的合成过程中都会采用化学合成法，包括固相合成和液相合成，所以需要大量保护氨基酸作为原料，而为了节约效率及成本，也可以使用保护的二肽或四肽作为原料进行多肽片段的合成。 参考文献 [1] 胡玉玺, 蒋煜, 韩天娇. 制备工艺和过程控制对合成多肽药物有关物质的影响[J].中国新药杂志,2017,26(18):2143-2148. [2] 郑龙, 田佳鑫, 张泽鹏等. 多肽药物制备工艺研究进展[J].化工学报, 2021, 72(7): 3538-3550. [3] 王宇航, 陈学明, 刘俗生等. 一种多肽固相合成方法与纯化策略研究[J]. 中国生物工程杂志, 2023, 43(1): 35-41. |
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