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神经降压素类似物的固相合成

2015-04-14王小青李松涛宫闻婧尹志峰王良友

应用化工 2015年5期
关键词:甲酚理论值电荷

王小青,李松涛,宫闻婧,尹志峰,王良友

(1.承德医学院 河北省中药研究与开发重点实验室,河北 承德 067000;2.承德天创生物制品有限公司,河北 承德 067000)

神经降压素(NT)是1973 年美国生理学家Carraway 和Leeman[1]在分离牛的下丘脑P 物质时,发现的一种能使毛细血管通透性增加、皮下血管扩张以及短暂降低动脉血压的物质。NT 由13 个氨基酸残基组成,氨基酸序列为pGlu-Leu-Tyr-Glu-Asn-Lys-Pro-Arg-Arg-Pro-Tyr-Ile-Leu,具有广泛的生物学功能[2-5]。NT 具有开发成为安定药、镇痛药和降压药[6-7]的应用前景。同时,NT 具有高活性、作用快速等特点,能迅速降低人或动物的血压,在军用失能剂开发方面具有一定的潜力。

NT 游离羧基端是受体主要结合部位,决定其生物活性。在血液循环和组织中,NT 被作用于羧基端的金属内切肽酶缓慢灭活,主要降解部位是Arg8-Arg9,Pro10-Tyr11及Pro7-Arg8三处肽键[8]。NT 作为军用失能剂开发,需作用迅速,持久,并且不易失活。本文设计将神经降压素的Pro7替换成Ser7,可能会避免被金属内切酶识别而失去活性,以Fmoc 固相合成策略,合成了神经降压素类似物(Neurotensin analogue,NTA),氨基酸序列pGlu-Leu-Tyr-Glu-Asn-Lys-Ser-Arg-Arg-Pro-Tyr-Ile-Leu,分子量1 663.1,并优化了裂解条件,为进一步研究其降压活性提供物质基础。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

Wang Resin(替代度为1.14 mmol/g),天津南开合成科技有限公司;Fmoc 保护的氨基酸包括Fmoc-Pro-OH,Fmoc-Arg(pbf)-OH,Fmoc-Leu-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH,Fmoc-Tyr(tBu)-OH,Fmoc-Asn(Trt)-OH,Fmoc-Leu-OH,Fmoc-pGlu-OH,Fmoc-Ile-OH 均购自成都诚诺新技术有限公司;缩合试剂1-羟基苯并三氮唑(HOBt),N,N-二异丙基碳二亚胺(DIC)由苏州中科天马肽工程中心有限公司提供;醋酸酐、哌啶、三氟乙酸(TFA)、甲醇、二氯甲烷(DCM)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、冰乙醚均为分析纯;乙腈,色谱纯;超纯水,实验室自制。

Agilent Technologies 1200 型高效液相色谱仪;Newstyle 型反相高效制备液相色谱仪;Heal Force 纯水机;LGJ-18 型冷冻干燥机;TDL-40B 型高速离心机;Spectrum-752 型紫外分光光度计;AR224CN 型分析天平;RE-52AA 型旋转蒸发器。

2 结果与讨论

2.1 固相合成

2.1.1 合成路线 见图1。

图1 NTA 的合成路线Fig.1 The synthetic routes of NTA

2.1.2 肽树脂的制备 在洗净并干燥的反应柱中,加入0.877 2 g(1 mmol)wang 树脂,加DMF 通氮气溶胀30 min,充分溶胀后抽掉DMF,用DMF 和DCM分别洗涤树脂,抽干溶剂。称0. 779 g (2 mmol)Fmoc-Leu-OH、0.324 2 g HOBt(2.4 mmol)与0.024 4 g(0.2 mmol)DMAP 溶于DMF,冰浴并加入0.37 mL(2.4 mmol)DIC 活化5 min,加入反应柱反应1.5 h,抽干,分别用DMF 与DCM 洗涤树脂,并进行替代度检测,加入11 mL 的醋酸酐与吡啶(V/V,6 ∶5)混合液封闭14 h。冲洗树脂,加甲醇收缩2 次(5 min/次),减压干燥至恒重,得干燥树脂。按照合成路线,依次偶联氨基酸,甲醇收缩树脂,抽干并称重得肽树脂1.55 g。

2.1.3 裂解与沉淀 置上述肽树脂于茄形瓶中,加入裂解液TFA/间甲酚/EDT(95 ∶3 ∶2)16 mL,室温下反应2 h。脱脂棉过滤,用少许TFA 洗涤树脂,将滤液倾入160 mL 无水冰乙醚中,析出白色固体,0 ℃静置沉降20 min。4 000 r/min 离心4 min,弃去上清液,重复5 次,真空干燥至恒重,得(1)粗肽1.13 g。

2.2 粗肽分析

2.2.1 高效液相色谱分析 色谱柱Agela C18 柱(250 mm ×4. 6 mm,5 μm),流动相:A 水(0. 1%TFA),B 为乙腈(5% 水,0. 1% TFA),B 相5% ~95% 梯度洗脱20 min,进样量为5 μL,流速 为0.8 mL/min,检 测 波 长215 nm。粗 肽 纯 度 达91.82%(面积归一化法),分析结果见图2。

图2 粗肽高效液相分析图谱Fig.2 The HPLC chromatogram of the crude peptide

2.2.2 质谱分析 取适量粗肽进行ESI-MS 分析,可知双电荷离子峰为m/z 832.5[M+2H]2+与理论值832.56 一致,三电荷离子峰m/z 555. 3[M +3H]3+与理论值555.37 一致。分析结果见图3。

图3 ESI-MS 分析图谱Fig.3 The chromatogram of ESI-MS

由图3 可知,氨基酸序列中含有2 个Arg 与1个Lys,在进行ESI-MS 鉴定时,易失去两个到三个H,从而带有两个到三个电荷,即[M +2H]2+与[M+3H]3+。

2.3 纯化与转盐

(1)粗肽称重,50%乙腈超声溶解,0.45 μm 有机微孔滤膜过滤,经制备型RP-HPLC 分离纯化,色谱柱Hedera ODS-2(20 mm ×250 mm,10 μm)制备柱。流动相:A 为水(0.3% HAc),B 为乙腈,流速为15 mL/min,B 相22% ~32%梯度洗脱30 min,检测波长215 nm。分段收集主峰,合并经RP-HPLC检测纯度>98%的组分,减压浓缩除去乙腈,冷冻干燥得(1)纯品0.665 g。分析图谱见图4,多肽总收率= 纯肽实际重量/理论量× 100% = 665 mg/1 mmol×1 663.1 g/mol=39.99%。

图4 NTA 纯化后分析图谱Fig.4 The HPLC chromatogram of NTA

2.4 结构确证

取(1)纯品进行ESI-MS 分析,可知双电荷离子峰为m/z 832.5[M+2H]2+与理论值832.56 一致,三电荷离子峰m/z 555. 3[M + 3H]3+与理论值555.37 一致。

2.5 裂解体系的选择

称取100 mg 缩合后的肽树脂,反应温度30 ℃,不同比例的裂解试剂分别反应2 h,所得结果见表1。

表1 裂解体系对粗肽收率的影响Table 1 The cleavage reagent affects the yield of crude peptide

由表1 可知,采用方法3 TFA ∶EDT ∶间甲酚(95 ∶4 ∶1)切割试剂的配方,可以取得最好的切割效果。NTA 的Fmoc 保护氨基酸侧链保护基主要有tBu、Boc、Pbf 与Trt 四种,TFA 对tBu、Boc、Pbf 与Trt几种保护基的脱除均有较好的捕获效果,同时EDT与苯甲硫醚能增强对tBu 裂解时产生的碳正离子的捕获,间甲酚能够更好的防止切割捕获不完全造成的粗肽纯度降低的问题。

2.6 肽树脂与裂解试剂比例对粗肽收率及纯度的影响

以TFA∶间甲酚∶EDT 为裂解体系,对不同肽树脂与裂解试剂的比例进行实验,考察料液比对粗肽收率的影响,结果见表1。肽树脂与裂解试剂为1∶10 时粗肽的收率及纯度较好。

表2 料液比对粗肽收率的影响Table 2 Liquid ratio affects the yield of crude peptide

3 结论

本文采用Fmoc 固相多肽合成方法,以Fmoc 保护氨基酸为原料,Wang Resin 为载体,经DIC/HOBT缩合,TFA/间甲酚/EDT 裂解体系脱除保护基,经RP-HPLC 纯化并转为醋酸盐。获取了经RP-HPLC分析为单一峰的目的肽,总收率为39.99%。

[1] Caryaway R E,Leeman S E.The isolation of a new hypotensive peptide,neurotensin from bovine hypothalamus[J].Biol Chem,1973,248(19):6854-6861.

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