二硫鍵是很多蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)中不可或缺的組成部分。我們幾乎可以在所有的胞外肽類和蛋白質(zhì)分子中發(fā)現(xiàn)這些共價鍵。

當(dāng)一個半胱氨酸的硫原子與位于蛋白質(zhì)不同位置的另一半胱氨酸的硫原子形成共價單鍵時，一個二硫鍵就形成了。這些

鍵有助于穩(wěn)定蛋白質(zhì)，特別是那些從細(xì)胞中分泌的蛋白質(zhì)。

一個二硫鍵的有效形成涉及多方面，包括對半胱氨酸的恰當(dāng)管理、對該氨基酸殘基的保護(hù)、保護(hù)基團(tuán)的脫除方法和配對

方法等。

合生生物具有成熟的二硫鍵成環(huán)技術(shù)，如果多肽中只含有1對Cys，那二硫鍵的形成是簡單的。多肽經(jīng)固相或液相合成，

然后在pH8-9的溶液中進(jìn)行氧化。

當(dāng)需要形成2對或2對以上的二硫鍵時，合成過程則相對復(fù)雜。盡管二硫鍵的形成通常是在合成方案的后面階段完成，

但有時引入預(yù)先形成的二硫化物是有利于連合或延長肽鏈的。合生生物使用很廣泛的Cys的保護(hù)基團(tuán)有Bzl、Meb、Mob、

tBu、Trt、Tmob、TMTr、 Acm、Npys等。我們擅長二硫鍵多肽合成包含：

1. 分子內(nèi)兩對二硫鍵形成，分子間兩對二硫鍵形成

2. 分子內(nèi)三對二硫鍵形成，分子間三對二硫鍵形成

3. 類胰島素多肽合成，不同肽序間兩對二硫鍵形成

4. 三對二硫鍵多肽合成

經(jīng)典案例

Sequence:DC*TSHNGAC*NHHSHC*C*SNVC*NTWAHLC*T

Disulfide:Cys2-Cys16；Cys9-Cys20；Cys15-Cys27

為什么半胱氨基（Cys)如此特殊?

※ Cys的側(cè)鏈有一個非常活躍的反應(yīng)性巰基。此基團(tuán)中的的氫原子可很容易地被自由基和其他基團(tuán)取代，因而易與其他分

子形成共價鍵。

※ 二硫鍵是許多蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。二硫橋鍵可降低肽的彈性、增加剛度，并減少潛在構(gòu)象的數(shù)量。這

樣的構(gòu)象限制對生物活性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性來說是至關(guān)重要的。它的替換對蛋白質(zhì)的整體結(jié)構(gòu)來說將可能是戲劇性的。

※ 疏水性氨基酸如Leu、Ile、Val是螺旋的穩(wěn)定劑。因為即使半胱氨酸沒有形成二硫鍵也可以使α螺旋穩(wěn)定。即如果所有的

半胱氨酸殘基處于還原態(tài)（-SH，攜帶自由巰基），高百分比的螺旋片段將有可能。

※ 半胱氨酸形成的二硫鍵對三級結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定來說是持久的。在大多數(shù)情況下，鍵間的S-S橋?qū)π纬伤募壗Y(jié)構(gòu)是必須的。有

時形成二硫鍵的半胱氨酸殘基在一*級結(jié)構(gòu)中相距甚遠(yuǎn)。

※ 二硫鍵的拓?fù)涫欠治龅鞍踪|(zhì)一*級結(jié)構(gòu)同源性的基礎(chǔ)。位于同源蛋白的半胱氨酸殘基是非常保守的。僅色氨酸在統(tǒng)計學(xué)

上比半胱氨酸更為保守。

※ 半胱氨酸位于巰基酶催化部位的中心。半胱氨酸可直接與底物形成酰基中間體。還原形態(tài)作為“巰基緩沖器”維持著

蛋白中的半胱氨酸處于還原態(tài)。在低的pH值時，平衡偏向還原態(tài)，-SH形式，而在堿性環(huán)境下，-SH更傾向于被氧化，

形成-SR，而 R是除氫原子外的任何物質(zhì)。

※ 半胱氨酸也可作為解毒性與過氧化氫和有機過氧化物反應(yīng)。

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