致谢 23

1 引言：

肽由于其可食用且温和无害，其分解后的产物仍然可以作为人体所需被吸收，所以肽及其衍生物可以作为很好的生物材料或者药物。氨基酸聚合的技术目前逐渐走向成熟，开始有了许多聚合方法，例如热聚合、固相聚合、液相聚合和微生物法等方法，这些方法能够提供统一的链长度和序列的肽，但是聚合出来的产物往往聚合度较大[1]，不适宜在药物方面有加大方面的发展。且在液相聚合和固相聚合的过程中，由于后处理需要有毒试剂的加入已进行分离提纯，使它们产生了高额的后处理费用[2]，故现实中难以加以运用，很难有更大的发展。如今，氨基酸低聚物因为其易于消化开始走进人们的视线，且在诸多方面都有所运用，例如：（1）药物的载体，可避免药物在进入体内前经过消化道而失活[3]；（2）用于靶向治疗的抗癌药物[4]；（3）基因药物[5]；（4）化妆品成分[6]；（5）表面活性剂[7]；（6）生物活性肽[8]；（7）膜[3]等。因此，如何对氨基酸进行聚合生成分子量适中，分子量分布较小的低聚肽一直是很多人都在关注的焦点。

蛋白酶催化氨基酸进行低聚的优点在于其反应可控性更好，分子量较小，分子量分布更加均一，且反应活性高，反应环境温和[1]，具有选择性且立体专一[9]，这很符合人们对于氨基酸的工业生产化的要求。由于运用酶进行催化反应相对来说不仅更加绿色而且反应迅速，因此近年来越来越得到人们的重视。论文网

酶法生产低聚物可包括多糖，聚酯甚至是乙烯基低聚物[10]。利用蛋白酶催化α-氨基酸生成低聚物这种方法最早是由Brenner等人于1950年用α-糜蛋白酶催化氨基酸生成齐聚物时发现的[9]。并在此经历上，已经有一部分人开始研究如何利用酶催化α-氨基酸生成低聚物，并进行一段时间。后来，人们采取了各式各样的酶对氨基酸进行低聚催化。但总体上而言，木瓜蛋白酶（papain）[11]和菠萝蛋白酶（bromelain）[2]是目前为止运用最多的用于低聚氨基酸的蛋白酶中的其中两种，因为它们相对于其他酶而言，其效果优良和且合成出来的低聚肽分子量分布比较小，故运用得相对来说更多、更加成熟。

Ulijin和他的同事[9]通过蛋白酶催化氨基酸低聚发现该过程基本按照两种进程进行，分别为动力学驱动和热力学驱动。并且他们发现，在热力学驱动过程中，蛋白酶催化肽键形成所带来的副反应可能会导致氨基酸次序的重排，且其催化反应过程需要高浓度的酶和底物，自组装反应较慢。而在动力学驱动的反应进程驱动下，氨基酸自组装反应进程就快得多，且相对于热力学驱动情况，它在低浓度的酶和底物的条件下就可以快速反应，并没有严重的氨基酸重排现象。

Gross和他的同事通过de novo两步化学酶法来催化合成需要的低肽[12]。这种方式并不直接使用酶催化氨基酸聚合，而是先通过氨基酸反应得到氨基酸乙酯，之后再使用蛋白酶催化氨基酸乙酯通过酯的氨解快速聚合形成低聚肽。这种方法绕过直接催化氨基酸进行酸的氨解形成低聚肽，而是用催化氨基酸乙酯，这种方法主要提高了催化反应的速率，使低聚氨基酸生成的效率大大提高，也改善其聚合度分布，大致都围绕着8-9，不仅如己，还很大程度地提高了产率。更重要的是，他们发现，如果是二元共聚或者是多元共聚时，氨基酸酯的聚合更加偏向于交替聚合。接着，他们又研究叔丁氧羰基团（BOC）保护下的氨基酸和带酯基的氨基酸先反应得到二肽，再通过这种二肽进行聚合生成低聚肽。[13]这种方法相比前者更加有效，也更加迅速，且根据研究结论，其聚合度也比较高。通过研究得出，通过两步法有几个优点是其他方法所不能够比拟的[14]：