文档介绍：酰肼连接法合成具有镇痛效果的
曼巴蛇毒肽
(申请清华大学理学硕士学位论文)
培 养 单 位 ： 化学系
学 科 ： 化学
研 究 生 ：蓝欢
指 导 教 师 : 刘磊教授
二○一六年四月
Total synthesis of mambalgins of
analgesic effect by hydrazide-based
native chemical ligation
Thesis Submitted to
Tsinghua University
in partial fulfillment of the requirement
for the degree of
Master of Science
in
Chemistry
by
Lan Huan
Thesis Supervisor: Professor Liu Lei
April, 2016
摘 要
Mambalgins（曼巴毒素）是从非洲曼巴毒蛇毒液中分离出的含有 57 个
氨基酸的毒素多肽，三级结构由 4 对二硫键稳定，属于三指毒素家族
（three-finger toxin family）。通过抑制酸敏感离子通道的激活发挥镇痛效果，
相比传统的阿片类镇痛药，mambalgins 几乎没有成瘾等副作用，具有开发成
镇痛药的潜质。目前已有三种亚型被分离鉴定，分别命名为 mambalgin-1，
mambalgin-2 和 mambalgin-3，这三个亚型仅在一个氨基酸位点不同。为了研
究曼巴毒素抑制酸敏感离子通道的机理，获取高纯度且足够量的曼巴毒素十
分必要。但是通过分离提纯曼巴毒液获取可用于抑制机理研究的足量毒素是
不现实的，毒蛇原料的来源以及毒液纯化步骤繁琐、产率低均是潜在问题。
而化学合成则为获取曼巴毒提供了解决方法。
蛋白质化学合成为获取一些难以通过自然途径得到或无法通过生物技
术手段获取的多肽及蛋白质提供了另一条可能解决途径。自 1994 年 Kent 发
明了自然化学连接法用于肽片段的连接，蛋白质的化学合成的应用范围大大
扩展。基于片段连接我们可以将蛋白分段合成再进行连接反应得到全长，克
服了固相合成一次性只能合成 50 个左右氨基酸长度的限制。自然化学连接
法是基于 C-端硫酯肽和 N-端半胱氨酸肽之间的缩合反应，需要连接位点有
半胱氨酸。毒素类多肽或蛋白一般有 10-80 个氨基酸，通常含有丰富的半胱
氨酸，非常适合运用自然化学连接法策略制备。本实验室发展的酰肼化学连
接法克服了制备硫酯肽的困难为合成更大更复杂的蛋白质提供了机遇。
本文通过酰肼连接法联合微波辅助固相合成技术全合成了曼巴毒素的
三个亚型。全细胞膜片钳电生理实验验证了化学合成的经体外复性的曼巴毒
素对酸敏感离子通道具有与天然曼巴蛇毒肽相似的抑制活性。在本方法中，
曼巴毒素被分成两片段分别合成，其中前半段肽为 C-端酰肼肽，然后进行
一步化学连接得到全长蛇毒多肽。本文的合成方法比前人报道的三片段连接
法相比，耗时少，操作流程简单便捷，产率高。为研究其抑制酸敏感离子通
道的机理奠定了物质基础，为研究酸敏感离子通道的生理功能提供了调控工
具，也为合成该类化学物衍生物和药物开发提供了合成方法。
关键词：曼巴毒素；酰肼自然连接法；微波辅助固相合成；酸敏感离子通道；