面向蛋白质化学合成与修饰的新方法—远端巯基辅助的NCL反应

论文摘要

含有非天然氨基酸的蛋白质(如翻译后修饰蛋白质、修饰有探针分子的蛋白质等)是化学生物学中重要的生理活性分子。这些分子难以通过生物表达来获取,而必须使用化学方法来合成。半胱氨酸肽片段连接方法是目前应用于蛋白质化学全合成中的一种重要方法,该方法能够在温和的水溶液中高效地实现肽片段的连接,从而生成天然或者非天然的蛋白质。这种连接方法要求多肽的N端必须是半胱氨酸,而半胱氨酸在蛋白质中的含量丰度仅为1.7%。此外,这种肽片段连接方法还要求参与偶联的另一段肽其C端必须是肽硫酯,但肽硫酯在溶液中稳定性较差,且不易用常规的Fmoc固相合成方法制备得到。因此,如何改进这种方法使其能够摆脱半胱氨酸和硫酯的限制,对于蛋白质的全合成具有极为重要的价值。在本论文中作者发展了在肽链N端第一个酰胺氮原子上使用可脱去的巯基修饰基团的远程肽片段连接方法,实现了多肽C端硫酯与N端多种类型氨基酸在温和条件下的连接反应,扩充了连接位点的多样性,从而摆脱了传统半胱氨酸肽片段连接方法对N端半胱氨酸的限制以及在肽链N端氨基上使用易脱去的巯基修饰基团的方法对甘氨酸的限制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 自然化学连接的概念
• 1.1.1 固相合成的能力与局限
• 1.1.2 自然化学连接方法的起源
• 1.2 自然化学连接反应的机理
• 1.3 自然化学连接反应的动力学
• 1.3.1 天然氨基酸反应动力学
• 1.3.2 硫醇催化剂对反应动力学的控制
• 1.4 半胱氨酸的改进
• 1.4.1 氨基酸的巯基衍生物
• 1.4.2 辅助基团
• 1.4.3 特殊氨基酸
• 1.5 硫酯的改进
• 1.5.1 硫酯的制备方法的改进
• 1.5.2 替代硫酯的其他酰基化合物
• 1.6 多次自然化学连接
• 1.6.1 顺序连接
• 1.6.2 收敛法连接
• 1.6.3 动力学控制的连接
• 1.6.4 固相化学连接
• 1.7 蛋白质合成的应用
• 1.7.1 常规蛋白质的合成
• 1.7.2 翻译后修饰蛋白质的合成
• 参考文献
• 第2章 巯基修饰基团辅助的远程肽片段连接方法
• 2.1 研究背景
• 2.2 第一个酰胺氮原子上使用巯基修饰基团的模型分子的设计与合成
• 2.3 模型分子中巯基修饰基团的结构优化
• 2.4 连接位点为Ala-Ala的远程肽片断连接反应的条件优化
• 2.5 具有不同连接位点的远程肽片断连接反应
• 2.6 本章小节
• 2.7 实验部分
• 参考文献
• 附录 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
• 致谢