非天然氨基酸修饰

天然多肽序列一般是由20种天然蛋白质氨基酸组合而成，因其低毒性、低免疫原性、高组织渗透性和易合成修饰等优点，被广泛应用于药物递送和疾病治疗。然而，多肽易被多种蛋白酶分解，清除速率高，这导致其体内代谢快、稳定性差、半衰期短，从而给多肽相关药物的研发与应用带来了挑战。在多肽设计的时候，通过使用非天然氨基酸，可以一定程度改善这些问题。例如，引入 D-型氨基酸会使多肽的构型发生变化，进而使得修饰的多肽不易被蛋白水解酶水解。

固拓生物拥有丰富的非天然氨基酸库，可以为您提供种类丰富的非天然氨基酸多肽合成服务，包括：N-methyl amino acids（N-甲基氨基酸）, unnatural amino acids（非天然氨基酸）,acetyl-lysine（乙酰赖氨酸）, beta-alanine（β-Ala）, aminobenzoic acid(对氨苯甲酸), Amidation(酰胺化), Acetylation（乙酰化）, Abu, citrulline（瓜氨酸）, Acm, dimethyl-Lysine（二甲基赖氨酸）, Hydroxy-proline (羟基脯氨酸，Hyp), methyl-Lysine（甲基赖氨酸）, mercaptopropionic acid（巯基丙酸）, Nitro-Tyrosine（硝基酪氨酸）, Norleucine (正亮氨酸，Nle),Pyro-Glutamic acid (焦谷氨酸，Pyr), carbobenzoxyl (苄氧羰基，Z), succinic acid（琥珀酸）, sulfurylation（磺酰化）等。

蛋白酶的水解反应一般都是立体专一的。引入D-型氨基酸会使多肽的构型发生变化，进而使得修饰的多肽不易被蛋白水解酶水解。可用的方法有用D-型氨基酸替代多肽链的C端和N端的氨基酸，或替换肽键稳定性差的氨基酸残基，或替代所有氨基酸。当多肽为特殊序列不能替换时，可将其与D-型肽相连以改善肽的蛋白酶稳定性。

D-氨基酸多肽具有很多优势，比如：

1）某些含D型氨基酸的多肽更具有生物学潜力。

第46位是D-丝氨酸的漏斗网蛛毒素（ω-agatoxins）IVB 和 IVC肽对大鼠小脑的Purkinje 细胞P-型钙通道的抑制作用要比那些是L-丝氨酸的异构体强4倍左右。另一个例子是从南美树蛙的皮肤中分离的蛙皮啡肽（dermorphin）。蛙皮啡肽是一个与μ-型鸦片受体高亲和力和选择性结合的多肽。蛙皮啡肽在缓解深度长效镇痛方面比吗啡强一千倍。这个7肽的第二个氨基酸是D-丙氨酸。然而此位置为L型丙氨酸的异构体却没有生物活性。

2）D-型氨基酸多肽抵抗蛋白酶的降解作用。

由D-型氨基酸形成的肽键与L型氨基酸相比具有更强的酶抗抵力，如当蛙皮啡肽（dermorphin）的氨基末端是Tyr-D-Ala时，可以抵抗氨肽酶的水解作用，但如果是L型肽则会被快速降解。多肽经修饰后会更稳定、具有更强的抗蛋白酶水解能力，而且仍旧保留与原L-多肽一样的结合特性。研究显示，将一些MUC2多肽两侧的氨基酸替换为D-型氨基酸，照样展现了其抗原特性和酶稳定性。

3）D型氨基酸可被视为信号分子。

霍乱细菌利用消旋酶将大量的L型相应氨基酸转化为D-methionine和D-leucine。此D型氨基酸警示细胞的壁蛋白，从而放慢肽聚糖的生产。最有可能的是,这种肽的异构化是通过alpha-carbon的去质子化-质子化机制实现。这种机制已经为几种氨基酸消旋酶建立，如脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸消旋酶，和两个活性位点的半胱氨酸均涉及这个反应。消旋酶位于内外膜的壁膜间隙，当细胞停止生长时，即启动合成D型氨基酸。

固拓生物可以为您提供20种天然氨基酸对应的所有D-氨基酸，包括：D-Ala，D-Arg，D-Asp，D-Asn，D-Cys，D-Glu，D-Gln，D-His，D-Allo-Ile，D-Leu，D-Lys，D-Met，D-Pro，D-Phe，D-Ser，D-Tyr，D-Thr，D-Trp，D-Val。

Retro-inverso肽是由D-型氨基酸按它们的天然L-多肽序列的倒序组装而得。retro-inverso肽是通过D型氨基酸取代正常L-型氨基酸并反转多肽主骨架方向而得。而所有侧链的的原始空间定向并没有被改变。retro-inverso肽的支柱是相反的，但序列中氨基酸的手性是被保留的。这将导致在类似物与天然L-型多肽之间形成互补的侧链拓扑化学反应。

β-氨基酸

天然氨基酸一般为α-氨基酸，即氨基酸的氨基和羧基连接在一个C原子上，β-氨基酸则是氨基酸的氨基和羧基连接在两个C原子上。如果对多肽中的氨基酸使用β-氨基酸进行替换，可改变多肽整体的构象，原本蛋白酶切割中心的水分子无法与酰胺键形成氢键，不利于蛋白酶对酰胺键的切割，因而具有更强的抗水解能力。