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多肽合成路线的判断逻辑:从 SPPS、LPPS 到重组表达的适用情形与判断依据

导读

 

         多肽合成的核心,已经不再只是“有哪些方法可以把氨基酸连接起来”,而是面对不同长度、不同序列特征、不同修饰要求和不同放大目标的肽时,如何选择更合适的制备路线,并预先判断可能出现的主要瓶颈。随着治疗性多肽和功能肽应用持续扩展,合成效率、纯度控制、放大制造与环境负担也越来越直接地影响路线选择。现有综述普遍认为,Fmoc 固相多肽合成(Fmoc solid-phase peptide synthesis, Fmoc-SPPS)仍是当前最常用、也最成熟的多肽化学制备路线之一,通常也是多数项目的起点;但它并不自动适合所有任务。

 

         液相多肽合成(liquid-phase peptide synthesis, LPPS)近年再次受到重视,主要在于其在较大规模制备、工艺组织以及减少过量试剂和溶剂使用方面显示出更明确的方法学价值;重组表达则在部分天然或接近天然序列肽的规模化制备中展现出不同于化学合成的优势。对于更长、更难或更复杂的目标,路线判断也不应只停留在“SPPS、LPPS、重组表达”三者之间,分段构建与后续连接有时同样是需要尽早纳入评估的重要方案。

 

1、路线判断前,先识别目标肽的主要合成难点

 

         多肽路线选择的起点,不是先在不同方法之间作比较,而是先识别目标肽的主要难点来自哪里。对实验设计真正有实际意义的,通常包括以下几个方面:序列长度有多大,合成过程中是否容易聚集,是否含有容易发生差向异构化或其他副反应的位点,是否需要引入非天然氨基酸、末端修饰或后修饰模拟,纯化难度是否会随着长度和复杂度明显上升,以及项目目标是毫克级探索还是更偏向放大制备。

 

         这些因素共同决定了路线选择的重点:当目标是尽快获得一个序列明确、修饰清楚的样品时,SPPS 往往最直接;而当问题转向长肽、复杂肽、放大制备、资源消耗或制造成本时,路线判断就需要随之调整。对于已经进入长肽、困难序列或蛋白片段区间的目标,还应尽早判断问题是否已不适合用单一线性路线解决,而需要转向分段构建、片段缩合或连接式组装。

 

1.1 决定多肽合成路线的首要判断因素

 

判断维度

实验上要问的问题

对路线选择的影响

序列长度

是短肽、中等长度肽,还是已经接近长肽/蛋白片段区间

长度越增加,逐步偶联累积失败和纯化负担越明显,单一路线的优势会减弱

序列性质

是否富含疏水残基、β-折叠倾向残基、重复序列或“困难偶联”片段

容易树脂上聚集时,SPPS 的效率和纯度可能显著下降

结构复杂度

是否要引入非天然氨基酸、环化、标签、脂化、荧光基团或位点特异修饰

修饰自由度越高,化学法通常越有优势

立体与副反应风险

是否存在容易差向异构化、天冬酰亚胺化或酸/碱敏感片段

需要更强调偶联条件、保护策略和分段设计

规模目标

是毫克级筛选、克级制备,还是更高放大需求

规模越上升,溶剂、试剂当量、纯化和废物负担越影响路线判断

 

2、为什么 Fmoc-SPPS 仍是多数项目的常用起点

 

         Fmoc 固相多肽合成(Fmoc solid-phase peptide synthesis, Fmoc-SPPS)通常被放在多肽项目的起点,主要因为它既是当前最常用、最成熟的多肽化学制备路线之一,也最适合承担研发前期“快速获得目标序列并完成迭代验证”的任务。现有综述普遍将 Fmoc-SPPS 视为当前多肽合成最常用的方法之一,其优势主要来自固定在树脂上的逐步延伸方式、较高的自动化适配性,以及丰富而成熟的 Fmoc 构建块体系。对于需要快速合成一组类似物、引入末端或侧链修饰、验证初步构效关系的项目,Fmoc-SPPS 仍然是最直接、最成熟的入口;而在不少治疗性多肽制备中,它也仍然是重要的化学主路线之一。

 

         但把 Fmoc-SPPS 视为默认起点,并不意味着它在所有阶段都保持同样优势。随着序列延长、疏水片段增加、困难偶联位点累积以及纯化要求提高,删除肽、副反应和整体资源消耗会变得更加突出。当研究目标从“尽快获得目标序列”转向“提高长肽质量、优化放大制备或降低工艺负担”时,路线判断往往需要进一步调整。

 

2.1 Fmoc-SPPS 作为起始路线的适用情形、优势与限制

 

适用情形

主要优势

主要限制

前期序列探索、类似物快速合成、非天然氨基酸或定点修饰引入

自动化成熟,构建块丰富,序列与修饰迭代速度快

长序列、困难序列和高纯度目标下,副反应、删除肽和纯化负担会明显增加

需要快速获得毫克级到中试前样品

操作路径成熟,实验室可及性高

溶剂、试剂和树脂消耗较大,放大时工艺负担更突出

 

3、什么时候应从 SPPS 转向其他路线

 

         当研究问题开始从“尽快拿到目标序列”转向“怎样更合理地制备它”时,路线判断就不应再停留在 SPPS 本身。此时需要比较是:接下来的瓶颈更偏向化学工艺,还是更偏向生物生产。如果瓶颈首先体现在放大、资源消耗和工艺管理上,LPPS 往往更值得优先评估;如果瓶颈更偏向大规模获得某类天然或接近天然序列肽,则应认真评估重组表达。

 

3.1 什么情况下应评估 LPPS

 

         液相多肽合成(liquid-phase peptide synthesis, LPPS)近年再次受到重视,主要原因在于其在放大制备、工艺组织和资源利用方面的价值更加明确。相关综述把 LPPS 视为继经典液相合成和固相合成之后,再次受到重视的一类多肽制备路线,强调其特点是在溶液中延伸肽链,并通过临时引入便于分离和回收的支持基团及相应的中间体处理策略,在保持化学修饰灵活性的同时提高工艺可控性。对于目标序列已经明确、开始关注试剂当量、溶剂负担、分离步骤和规模放大的项目,LPPS 的意义在于能否以更合理的工艺逻辑完成合成。

 

         因此,当项目已从发现阶段进入制备阶段,化学修饰自由度仍然重要,但纯化成本、工艺复杂度和资源消耗开始成为主导因素时,LPPS 就应进入优先评估范围。它适合那些已经不只追求“尽快得到目标肽”,而更关心“怎样更可控地制备目标肽”的任务。

 

         备注:这里所说的 LPPS,主要是指近年重新受到重视、强调可分离支持基团或标签辅助及相应中间体管理策略的现代液相路线;更广义的液相肽合成还可包括经典溶液相逐步法与片段缩合策略。

 

3.2 什么情况下应评估重组表达

 

         当项目的核心任务不再是高自由度的分子改造,而是较大规模地获得某类天然或接近天然序列的肽时,重组表达通常更值得评估。它的主要优势在于生物生产能力,而不在于化学修饰自由度。对部分小肽、易降解肽、抗菌肽或对宿主具有毒性的肽,重组表达时往往还需要借助融合表达(fusion expression)来提高稳定性、降低宿主毒性并便于后续纯化与切割释放。

 

         因此,重组表达更适合作为一条以宿主适配、融合表达、表达调控、切割释放和下游纯化为核心的制备路线。对于更强调天然序列获取、产量提升和规模化生物制备的任务,它通常更有吸引力;而对于依赖多位点改造、非天然氨基酸引入或复杂化学修饰设计的项目,化学合成通常仍然更直接。

 

3.3 LPPS 与重组表达的适用情形、优势与限制

 

路线

更适合的任务

主要优势

主要限制

液相多肽合成(LPPS)

目标已明确,开始关注放大、工艺负担和资源利用的化学制备

更适合从工艺角度组织合成流程,放大与绿色化潜力更突出

路线设计、中间体管理与分离策略更复杂

重组表达

目标偏天然肽或接近天然肽,项目核心转向规模化生物生产

适合较大规模制备,单位成本和生产能力有潜力

修饰自由度较低,常需融合表达、表达优化和复杂下游纯化

 

4、SPPS、LPPS 与重组表达的任务分工

 

         固相多肽合成(solid-phase peptide synthesis, SPPS)、液相多肽合成(liquid-phase peptide synthesis, LPPS)和重组表达并不是同一问题上的简单替代关系,它们分别对应不同的任务重点。SPPS 的优势主要体现在研发前期的快速合成与迭代优化,适合序列探索、类似物制备和复杂修饰引入;LPPS 更适合在目标序列已经明确后,从工艺组织、放大制备和资源利用角度重新优化化学路线;重组表达则更适合以天然或接近天然序列肽的规模化生产为中心的任务。现有综述对这三类路线的讨论,重点并不在于判断哪一种可以取代其他方法,而在于根据目标肽的性质、修饰需求和制备规模选择更合适的路径。

 

4.1 SPPS、LPPS 与重组表达的适用情形、优势与限制

 

路线

更适合的任务

主要优势

主要限制

固相多肽合成(SPPS)

发现阶段、类似物快速合成、复杂修饰引入

自动化程度高,构建块资源丰富,修饰自由度高

长序列和困难序列中副反应更易累积,溶剂与试剂消耗较大

液相多肽合成(LPPS)

放大制备、工艺优化、希望降低资源消耗的化学路线

兼顾化学修饰能力与较好的工艺可管理性,更适合大规模制备

路线设计、中间体管理与分离策略更复杂,不一定适合作为所有项目的起点

重组表达

天然或接近天然序列肽的规模化生产

放大潜力较大,适合以生物生产为中心的制备任务

修饰自由度较低,常需采用融合表达、表达优化和较复杂的下游纯化流程

 

5、影响多肽实验成败的关键操作问题

 

         即使路线判断基本正确,实验也未必能够顺利推进。多肽项目中更常见的问题,往往不是把大类方法选错,而是没有提前识别出该路线中最容易失控的操作环节。对 固相多肽合成(SPPS)来说,核心的问题通常包括困难偶联引起的删除肽累积、差向异构化、天冬酰亚胺化、树脂上聚集,以及裂解和纯化阶段的样品损失。相关综述将这些问题直接放在现代 Fmoc-SPPS 改进的中心位置,说明多肽化学优化的重点,不只是让偶联发生,而是让它在复杂序列中仍保持可控。

 

         对液相多肽合成(LPPS)来说,难点更常集中在中间体管理、分离策略和整体工艺平衡;对重组表达来说,风险则更多出现在表达毒性、融合表达、切割释放、折叠状态和下游纯化等环节。不同路线的主要风险并不相同,因此实验设计不能只停留在方法名称上,还需要进一步判断最可能限制收率、纯度和可放大性的具体步骤。

 

5.1 多肽实验中应优先监控的关键问题

 

关键问题

常见于哪类路线

为什么重要

实验上应优先关注什么

偶联不完全与删除肽

主要见于 SPPS,也可影响分段化学合成路线

逐步合成中一次偶联失败会在后续延伸中被持续放大,最终影响粗品纯度与目标肽收率

困难片段识别、偶联效率评估与过程监测

差向异构化

主要见于化学偶联路线

会直接影响立体纯度,并干扰后续活性、构效关系和分析结果判断

活化条件、底物敏感性与偶联时间窗口

天冬酰亚胺化等副反应

主要见于 Fmoc-SPPS

会增加杂质复杂度,降低目标产物比例,并显著提高纯化难度

Asp 位点附近的残基组合、保护策略与脱保护条件

树脂上或中间体聚集

常见于困难序列,尤以 SPPS 更为突出

会降低偶联和脱保护效率,并促进杂质累积

序列特征分析、分段设计与合成节奏调整

下游纯化与放大负担

三类路线都可能遇到

决定样品能否稳定获得,以及后续能否顺利放大和重复制备

尽早把纯化难度、工艺复杂度与资源消耗纳入路线判断

 

6、不同实验目标下的优先路线选择

 

         不同实验目标对应的优先路线并不相同。以序列探索、位点改造和快速获得样品为主要任务的项目,通常优先考虑 Fmoc 固相多肽合成(Fmoc-SPPS);目标序列已经明确、重点转向放大制备和工艺成本控制时,液相多肽合成(LPPS)更值得纳入优先评估范围;对于更接近天然肽、且核心任务是规模化生物制备的项目,则应更认真评估重组表达。对于长肽、困难序列或更复杂的蛋白样目标,还应及早判断是否需要采用分段构建与后续连接,而不宜把它们仅仅视为单一路线失败后的补救方案。路线选择的重点,不在于预先判断哪一种方法“更先进”,而在于当前任务首先需要解决的是快速迭代、工艺放大、生物生产,还是片段化组装与整体流程重构。

 

6.1 按科研或实验目标判断优先路线

 

当前科研或实验目标

建议优先路线

原因

建议联动考虑

先快速获得目标肽并验证活性或构效关系

Fmoc-SPPS

迭代速度快,修饰灵活,最适合前期探索

后续再评估是否转向 LPPS 或分段合成策略

需要引入多种非天然氨基酸或定点修饰

Fmoc-SPPS

Fmoc 构建块资源丰富,化学修饰空间更成熟

同时关注副反应控制和纯化代价

项目已进入放大与工艺优化阶段

LPPS

更适合从资源利用、分离流程和工艺组织角度优化路线

同时评估纯化负担与整体制造成本

目标偏天然肽且希望实现更大规模生物制备

重组表达

生物生产潜力更大,适合以产量和规模化为重点的任务

重点评估融合表达、宿主适配、切割释放和下游纯化

长肽、困难序列或蛋白片段在单一路线中持续失败,或一开始就预期线性延伸风险很高

分段或组合路线

这类任务往往不只是“换一种大类方法”就能解决,而是需要通过片段构建、片段缩合或连接式组装重新组织合成流程

重新判断序列难点、片段边界、连接位点设计、放大目标与可接受的工艺复杂度

 

7、围绕多肽合成研究与实验任务的产品选用指引(表1–表5)

 

科研或实验目标

建议优先看哪张表

为什么优先看这张表

建议联动看哪张表

导航说明

想先建立 Fmoc 固相多肽合成(Fmoc-SPPS)的基础路线,先确定肽链要接在哪类树脂上、最终得到 C 端羧酸还是 C 端酰胺

表1

表1集中的是固相载体与连接臂树脂,最先决定的是肽链怎样装载、怎样切下以及最终 C 端形式

再看表3、表4

先把树脂和连接臂选对,再去配缩合剂、碱、溶剂和裂解体系,实验路线会更稳定。树脂/连接臂本身就是 SPPS 成败的基础变量。

想做常规线性肽合成,重点是把每一步偶联、活化和低消旋控制搭起来

表3

表3集中的是碳二亚胺类、脲盐类、鏻盐类缩合剂以及 HOBt、HOAt、Oxyma、NHS 等活化/添加体系,是酰胺键构建的核心

再看表4、表1

先把“用什么偶联体系”定下来,再回头细调树脂、脱保护和裂解条件,最适合常规 Fmoc-SPPS 与液相偶联的起步阶段。Fmoc-SPPS 之所以常用,核心就在于树脂体系与偶联体系可以快速组合。

已经知道目标序列,但遇到困难偶联、位阻较大底物、低亲核性胺或希望降低差向异构化风险

表3

表3里包含 HATU、COMU、PyBOP、HOAt、Oxyma 等更适合困难偶联和活化控制的组分

再看表4

这类任务通常不是先换树脂,而是先调整活化方式、碱和添加剂组合;裂解和后处理条件再在表4中细调。

想先把 N 端保护、保护基切换或溶液相氨基酸/肽段前体准备清楚,再进入偶联步骤

表2

表2集中的是 Fmoc、Boc、Cbz 三类常见 N 端保护基引入试剂,适合先建立前体保护策略

再看表3、表4

当实验重点还在“如何把单体或片段准备好”时,应先看表2;待前体确定后,再进入表3的偶联和表4的脱保护/裂解条件。

想把裂解、脱保护、封端、树脂洗涤和粗品释放这部分操作流程搭清楚

表4

表4集中的是 TFA、HF、哌啶、DIPEA、DMF、NMP、DCM、TIPS、EDT、乙酸酐等基础操作组分,覆盖了 Fmoc-SPPS 和 Boc-SPPS 的关键操作窗口

再看表1、表3

如果偶联已经基本可行,但粗品杂质多、裂解后回收不稳、删除肽偏多,通常应优先从表4排查,再回看表1和表3。

想做保留侧链保护的肽片段、片段缩合前体,或处理对强酸更敏感的体系

表1

表1中的 2-氯三苯甲基、Sieber、Rink 等树脂/连接臂直接关系到能否在较温和条件下释放肽段

再看表2、表3、表4

这类任务首先不是“哪种缩合剂更强”,而是“连接方式是否支持后续片段化操作”;树脂选对后再补偶联和裂解体系。

研究重点开始从“快速获得样品”转向“液相路线、片段前体或更可控的工艺组织”

表2、表3

表2负责保护基与前体准备,表3负责液相中的羧酸活化与酰胺键构建,两者共同构成 LPPS 和片段法的基础

再看表4

LPPS 的核心不只是换溶剂,而是把前体保护、活化方式和工艺步骤重新组织起来,因此表2和表3通常需要联动看。

想做重组表达获得肽前体、融合蛋白,或处理包涵体、His 标签纯化、复性等生物制备任务

表5

表5集中的是 IPTG、抗生素、咪唑、盐酸胍、尿素、Tris、EDTA、DTT、2-巯基乙醇等重组表达与纯化常用组分

如需化学修饰再回看表3、表4

当路线已转向生物表达,核心问题会变成诱导、筛选、裂解、变性、亲和纯化和复性,而不是树脂和缩合剂。很多肽尤其是抗菌肽常通过融合表达来提高产量和稳定性。

还不确定该走化学合成还是重组表达,只想先判断项目是“分子设计问题”还是“生物生产问题”

化学路线先看表1、表3;生物路线先看表5

表1+表3最能代表化学路线的核心变量,表5最能代表表达与纯化平台的核心变量

化学路线再看表4;生物路线按需要补看表3、表4

需要高自由度修饰、非天然氨基酸、位点改造时,通常先从化学路线判断;需要较大规模获得天然或接近天然序列时,更适合先看表达路线。

 

表1|固相多肽合成载体与连接臂树脂

 

分类

Cas编号

阿拉丁货号

名称

规格或纯度

产品特色与应用

氯甲基起始树脂 / 固相载体

55844-94-5

C684314

氯甲基聚苯乙烯树脂

交联2%DVB (100-200目) (0.8-1.2mmol/g)

经典氯甲基型固相载体,可先负载首个氨基酸后进行逐步延伸;适合构建酸裂解条件之外的树脂连接体系,也常用于早期 Merrifield 型固相路线。

2-氯三苯甲基连接臂树脂

42074-68-0

C432714

聚合物键合型 2-氯代三苯甲基氯

200-400目,标记范围:1.0-1.5 mmol/g Cl负载,1%交联

连接臂酸敏感、上样条件较温和,适合装载 C 端易差向异构化或较敏感的氨基酸;常用于获得 C 端羧酸肽并减少装载阶段副反应。

Rink 酰胺型树脂 / C 端酰胺肽载体

431041-83-7

R589109

Rink Amide MBHA树脂

100-200 mesh,1% DVB,0.3-0.8mmol/g

常用 Fmoc-SPPS 酰胺型树脂,裂解后直接得到 C 端酰胺肽;适合模拟天然酰胺化肽末端或提高部分肽段的稳定性与活性。

Sieber 酰胺树脂 / 温和酸切割载体

915706-90-0

F347706

Sieber 酰胺树脂

100-200 mesh,1% DVB,0.1-2.8mmol/g

可在较温和酸性条件下释放肽链,适合保留侧链保护的肽片段制备、片段缩合前体获取及对强酸更敏感体系的处理。

Rink 酰胺型树脂 / 高通用性载体

183599-10-2

R118279

Rink Amide-AM 树脂

0.3~0.8mmol/g, 100~200 mesh, 1% DVB

经典 Fmoc-SPPS 通用树脂之一,裂解后生成 C 端酰胺肽;适合常规线性肽合成、药物肽类似物制备及后续纯化评价。

 

表2|N 端保护与保护基引入试剂

 

分类

Cas编号

阿拉丁货号

名称

规格或纯度

产品特色与应用

Fmoc 保护基引入试剂

28920-43-6

F106534

芴甲氧羰酰氯(Fmoc-Cl)

用于HPLC衍生化, ≥99%(HPLC)

用于胺基的 Fmoc 保护,引入碱脱保护型 N 端保护基;适合 Fmoc 氨基酸衍生化、胺类底物预保护及多肽前体构建。

Boc 保护基引入试剂

24424-99-5

D106159

二碳酸二叔丁酯

≥99%

常用 Boc 保护试剂,可用于胺基临时保护或片段合成中的正交保护设计;适合溶液相氨基酸、肽段及胺类中间体处理。

Cbz 保护基引入试剂

501-53-1

B105737

氯甲酸苄酯

≥96%, contains 0.1% sodium carbonate as stabilizer

用于引入 Cbz(Z)保护基,适合需要氢解脱保护路线的氨基酸或肽中间体;常见于液相肽合成及保护策略切换。

 

表3|缩合剂、活化剂、偶联添加剂与相关碱

 

分类

Cas编号

阿拉丁货号

名称

规格或纯度

产品特色与应用

强有机碱 / Fmoc 脱保护促进剂

6674-22-2

D106478

1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)

≥99%

强碱性有机碱,可与哌啶配合用于加速 Fmoc 脱保护,也可在部分活化或环化步骤中作碱;适合难脱保护或短时间处理流程。

偶联添加剂 / 低消旋促进剂

39968-33-7

H109328

1-羟基-7-氮杂苯并三唑(HOAt)

≥99%

高效偶联添加剂,可提高困难偶联效率,并降低部分敏感底物在活化阶段的差向异构化风险;常与碳二亚胺、脲盐或鏻盐缩合剂联用。

偶联添加剂 / 活化辅助剂

2592-95-2

H684271

1-羟基苯并三唑(HOBT)

≥99%

经典偶联添加剂,可改善活化中间体性质并降低部分副反应;适合与碳二亚胺类缩合剂配套使用。

碳二亚胺缩合剂

538-75-0

D106074

N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)

≥99%

经典羧酸活化剂,适合溶液相肽偶联和活性酯构建;副产物 DCU 不溶,便于部分体系过滤除去。

羰基活化剂 / 咪唑化试剂

530-62-1

C109315

N,N'-羰基二咪唑(CDI)

≥99%

可将羧酸转化为酰基咪唑中间体,也可用于氨基酸酯活化与片段前处理;适合温和、无外加脲盐的活化路线。

Uronium 缩合剂

148893-10-1

H109327

O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)

≥99%

高活性缩合剂,适合位阻较大底物、困难偶联和低亲核性胺参与的酰胺键构建;常用于高效 Fmoc-SPPS 与溶液相偶联。

Uronium 缩合剂

94790-37-1

H106174

苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HBTU)

≥99%

常用通用型缩合剂,适合常规氨基酸逐步偶联;在标准 SPPS 条件下应用广泛,操作熟悉度高。

碳二亚胺缩合剂

693-13-0

N420184

N,N′-二异丙基碳二亚胺(DIC)

≥98.5%

常用 SPPS 碳二亚胺缩合剂,常与 HOBt、HOAt、Oxyma 或 NHS 类添加剂联用;适合树脂上偶联和活性酯原位生成。

水溶性碳二亚胺缩合剂

25952-53-8

E106172

1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐

≥98%

水溶性羧酸活化剂,适合水相或含水体系中的肽偶联、NHS 酯构建及生物分子交联前处理。

鏻盐缩合剂

128625-52-5

P109336

1H-苯并三唑-1-基氧三吡咯烷基鏻六氟磷酸盐

≥98%

即 PyBOP 类鏻盐缩合剂,适合溶液相与固相肽偶联;对部分底物表现出良好活化效率。

Oxyma 类添加剂

3849-21-6

E138773

2-肟氰乙酸乙酯(Oxyma)

≥98%

常作为碳二亚胺偶联体系中的低消旋添加剂,适合提升偶联效率并改善部分序列纯度;也常被视为相对 HOBt、HOAt 更低爆炸风险的替代选择之一。

Oxyma 类一体化缩合剂

1075198-30-9

C340003

COMU

≥98%

Oxyma 衍生脲盐缩合剂,兼顾较高活性与较低差向异构化倾向;适合常规到中等困难度的肽偶联。

NHS 活性酯构建组分

6066-82-6

H109330

N-羟基琥珀酰亚胺 (NHS)

≥98%

用于制备 NHS 活性酯,便于羧酸活化中间体的分离、储存与后续胺偶联;常见于肽片段、侧链修饰和生物偶联前处理。

Uronium 缩合剂

125700-67-6

T109338

O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯

≥98%

常用肽缩合剂,适合常规 SPPS 与液相偶联;与有机碱配合时可实现稳定、高效的羧酸活化。

 

表4|碱、溶剂、脱保护、裂解与封端组分

 

分类

Cas编号

阿拉丁货号

名称

规格或纯度

产品特色与应用

强酸裂解试剂 / Boc-SPPS 专用终裂解组分

7664-39-3

H116232

氢氟酸

优级试剂, ≥40%

Boc-SPPS 经典终裂解与全脱保护强酸组分,也可用于去除部分特殊酸稳保护基;属于高危、强专用性的裂解体系,适合具备专门设备与严格安全条件的场景,不宜与常规 Fmoc-SPPS 裂解条件并列理解为普通实验室通用操作。

纯化与沉淀溶剂

67-56-1

M116128

甲醇

用于蛋白测序, ≥99.9%

常用于树脂洗涤、部分中间体重溶/沉淀调节及 HPLC 前样品处理;也可用于固相操作后的溶剂置换。

有机碱 / 偶联缚酸剂

109-02-4

M104644

N-甲基吗啉

用于蛋白测序, ≥99.8%(GC)

常用有机碱与缚酸剂,适用于缩合反应、活化步骤和部分保护基引入;在液相肽合成中应用较多。

酸裂解与 HPLC 流动相添加剂

76-05-1

T103293

三氟乙酸(TFA)

用于蛋白测序, ≥99%

Fmoc-SPPS 中最常用的肽链裂解和侧链脱保护酸,也常作反相 HPLC 流动相离子对添加剂;适合肽粗品释放与分析纯化。

树脂溶胀 / 洗涤溶剂

75-09-2

D433565

二氯甲烷

无水级, ≥99.8%, 含有40-150ppm的戊烯作为稳定剂

常用于树脂溶胀、洗涤、裂解前后溶剂切换及部分保护/脱保护处理;对固相操作流程兼容性高。

偶联与分析溶剂

75-05-8

A119012

无水乙腈(ACN)

无水级, ≥99.8%, H2O≤0.003%

常用于肽样品配制、反相 HPLC 流动相和部分偶联/活化体系;适合分析纯化与低水条件处理。

固相合成主溶剂

68-12-2

D119450

N,N-二甲基甲酰胺(DMF)

无水级, ≥99.8%

Fmoc-SPPS 最常用溶剂之一,适合树脂溶胀、氨基酸偶联、脱保护和添加剂溶解;对多数缩合剂兼容性好。

固相合成主溶剂

872-50-4

M119668

N-甲基吡咯烷酮(NMP)

无水级, ≥99.5%

常用于替代或搭配 DMF 进行树脂溶胀与偶联,适合部分难溶底物或高负载树脂体系。

Fmoc 脱保护碱

110-89-4

P1506346

哌啶(易制毒)

生物技术级,≥99.5%

Fmoc-SPPS 标准脱保护碱,常以 DMF 溶液形式快速去除 Fmoc 保护基;适合循环式树脂上延伸。

封端试剂

108-24-7

A1506320

醋酸酐(易制毒)

欧洲药典(Ph.Eur),puriss. p.a.,ISO,ACS,≥99%(GC)

用于封闭未反应胺位点,减少 deletion sequences 的继续延伸;是固相肽合成中常见的封端组分。

有机碱 / 偶联缚酸剂

7087-68-5

D109322

N,N-二异丙基乙胺

精馏级, ≥99.5%

常用非亲核碱,适合与 HATU、HBTU、TBTU、COMU、PyBOP 等配合进行羧酸活化和偶联;亦常用于保护基引入。

裂解清除剂

100-68-5

T107511

甲基苯基硫醚

≥99%

即 thioanisole,常用于 TFA 或 HF 裂解体系中捕获碳正离子型副反应中间体,保护敏感侧链并改善粗品质量。

裂解清除剂

6485-79-6

T420182

三异丙基硅烷(TIPS)

≥98.5%

TFA 裂解体系常用清除剂,可减少叔丁基脱保护后引发的再烷基化等副反应;适合常规 Fmoc 肽裂解体系。

裂解清除剂

540-63-6

E106222

1,2-乙二硫醇

≥97%

强效含硫清除剂,适用于 Cys、Met、Trp 等敏感残基较多的裂解体系;有助于降低氧化和侧反应。

 

表5|重组表达、变性纯化与蛋白级肽制备相关组分

 

分类

Cas编号

阿拉丁货号

名称

规格或纯度

产品特色与应用

变性剂 / 包涵体溶解剂

50-01-1

G108675

盐酸胍(GACl)

用于蛋白分析, ≥99.5%

强变性剂,适合重组表达后包涵体溶解、变性纯化和复性前处理中间步骤;也可用于难溶融合蛋白展开。

抗生素筛选剂

25389-94-0

K742567

硫酸卡那霉素

效价≥750IU/MG

用于携带 Kan 抗性载体的工程菌筛选与维持;适合重组肽/融合蛋白表达体系培养。

金属亲和纯化缓冲组分

288-32-4

I432539

咪唑

无水级, ACS, ≥99%

His 标签蛋白纯化中常用洗脱或梯度竞争组分,也可用于平衡缓冲液优化;适合重组肽前体或融合蛋白纯化。

变性剂 / 蛋白展开剂

57-13-6

U432960

尿素

结晶,医药级,Ph. Eur.,BP,ChP,JP,USP

常用于蛋白和融合肽的温和变性、溶解与复性流程设计;适合筛选较低强度变性条件。

缓冲剂

77-86-1

T110601

三(羟甲基)氨基甲烷 (Tris 碱)

分子生物学级, ≥99.9%(T)

常用缓冲体系核心组分,适合表达、裂解、亲和纯化和复性等多阶段操作。

还原剂

3483-12-3

D104860

DL-二硫苏糖醇(DTT)

分子生物学级, ≥99%

常用于保持巯基还原态、防止二硫键错配与聚集;适合含 Cys 肽前体、融合蛋白处理和复性前保护。

金属离子螯合剂

60-00-4

E112485

乙二胺四乙酸

超纯级, 无水级, ≥99.5%(T)

用于络合二价金属离子、抑制金属依赖型蛋白酶并稳定裂解缓冲液;适合样品保护与下游处理。

表达诱导剂

367-93-1

I274316

异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)

超纯级, ≥99%

Lac/T7 等系统常用诱导剂,用于启动重组肽前体或融合蛋白表达;适合可控诱导培养。

还原剂

60-24-2

M755744

2-巯基乙醇

UltraBio™, 分子生物学级, ≥99%(GC)

常用于裂解液、纯化缓冲液和样品处理中的巯基保护;有助于维持蛋白/肽前体溶解性并减少氧化。

抗生素筛选剂

69-52-3

A105483

氨苄青霉素钠

PharmPure™, USP

用于 Amp 抗性表达质粒筛选与培养维持;适合常规大肠杆菌重组表达体系。

 

         注:以上为阿拉丁代表产品,更多产品规格请关注文末产品清单或可用“品名/CAS/货号”在阿拉丁官网检索。

 

参考文献

 

[1] Merrifield RB. Solid phase peptide synthesis. I. The synthesis of a tetrapeptide. J Am Chem Soc. 1963;85(14):2149-2154. doi:10.1021/ja00897a025.

 

[2] Behrendt R, White P, Offer J. Advances in Fmoc solid-phase peptide synthesis. J Pept Sci. 2016;22(1):4-27. doi:10.1002/psc.2836.

 

[3] Sharma A, Kumar A, de la Torre BG, Albericio F. Liquid-phase peptide synthesis (LPPS): a third wave for the preparation of peptides. Chem Rev. 2022;122(16):13516-13546. doi:10.1021/acs.chemrev.2c00132.

 

[4] Wang L, Wang N, Zhang W, Cheng X, Yan Z, Shao G, Wang X, Wang R, Fu C. Therapeutic peptides: current applications and future directions. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):48. doi:10.1038/s41392-022-00904-4.

 

[5] Isidro-Llobet A, Kenworthy MN, Mukherjee S, Kopach ME, Wegner K, Gallou F, Smith AG, Roschangar F. Sustainability challenges in peptide synthesis and purification: from R&D to production. J Org Chem. 2019;84(8):4615-4628. doi:10.1021/acs.joc.8b03001.

 

[6] Li Y. Carrier proteins for fusion expression of antimicrobial peptides in Escherichia coli. Biotechnol Appl Biochem. 2009;54(1):1-9. doi:10.1042/BA20090087.

 

[7] Li Y. Recombinant production of antimicrobial peptides in Escherichia coli: a review. Protein Expr Purif. 2011;80(2):260-267. doi:10.1016/j.pep.2011.08.001.

 

[8] Jadhav KB, Woolcock KJ, Muttenthaler M. Anhydrous hydrogen fluoride cleavage in Boc solid phase peptide synthesis. In: Hussein WM, Skwarczynski M, Toth I, eds. Peptide Synthesis: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology. Vol 2103. New York, NY: Humana Press; 2020:41-57. doi:10.1007/978-1-0716-0227-0_4.

 

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引用本文

阿拉丁科学.《多肽合成路线的判断逻辑:从 SPPS、LPPS 到重组表达的适用情形与判断依据》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年4月7日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/decision-logic-for-peptide-synthesis-routes.html
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