末端的酰胺作為一個非常弱的酸/堿,在一般的分析條件下,可處理為中性,在分析過程中不用過多的考慮。當然這里的不用過多考慮僅僅指分析方法design的時候。在多肽藥物的穩定性過程當中,如果肽鏈中存在此類氨基酸,需要特別關注水解的雜質。
我們了解了形成多肽/蛋白質的基礎單元——氨基酸。多個不同或者相同的氨基酸通過酰胺鍵(肽鍵)結合,形成氨基酸序列,即一級結構,一級結構通常以無規則卷曲的方式存在,如下圖所示:

在某些氨基酸序列中,某些氨基酸通過分子內相互作用,形成α-單螺旋或β-折疊結構,以使得該結構能量最低而使其結構最穩定。α-單螺旋是其一級結構中位于四個氨基酸間隙的殘基相互作用形成氫鍵,從而穩定整個分子的結構;β-折疊結構是通過一級結構中相鄰的線性段之間形成氫鍵來穩定結構。為使結構更穩定而形成的分子內折疊稱為二級結構,如下圖所示:

在某些氨基酸序列中,某些氨基酸通過分子內相互作用,形成α-單螺旋或β-折疊結構,以使得該結構能量最低而使其結構最穩定。α-單螺旋是其一級結構中位于四個氨基酸間隙的殘基相互作用形成氫鍵,從而穩定整個分子的結構;β-折疊結構是通過一級結構中相鄰的線性段之間形成氫鍵來穩定結構。為使結構更穩定而形成的分子內折疊稱為二級結構,如下圖所示:

在反相色譜分析過程中,蛋白質由于發生變性而失去二級、三級、四級結構的現象非常常見;但在離子交換或者體積排阻色譜中,卻很少發生蛋白質變性。
多肽/蛋白質的結構就簡單介紹到這,了解其結構能幫助我們更好的去進行分離分析。
從上一文中我們知道,作為基礎單元的氨基酸除了具有相同的氨基和羧基結構,還具有不同的性質,包括酸性、堿性、芳香環帶進來的大π鍵,巰基等帶來的還原性。這些氨基酸帶進來的不同性質決定了其組成的肽/蛋白質的性質。由于組成的肽鏈/蛋白質的氨基酸數量通常都較多,故一個肽可能同時具有多種不同的性質。
相較于小分子,肽類因組成的氨基酸數量較多,通常具有更大的分子量,更大的分子量帶來更大的空間結構。
我們來看3個不同的肽類的空間結構:
1、依來多辛(Eledosin)

作為11個AA(氨基酸)組成的短肽類,其具有相對于一般小分子稍大的結構,如下圖所示:

注:上圖測試出的分子中最遠距離原子間的距離為36.11?。
2、鮭降鈣素(Salmon calcitonin)

注:上圖測試出的分子中最遠距離原子間的距離為30~40?。
3、Tesamorelin(替莫瑞林)

注:上圖測試出的分子中最遠距離原子間的距離為170?以上。
(上述三個多肽的原子間距均是通過MOE能量最小優化后測得的原子間距)
從上述三個多肽可以看出,隨著分子量的增加,其空間結構變得更大。對于僅11個氨基酸組成的依來多辛來說,其僅一個方向上原子間距較大(36?),而對于鮭降鈣素來說,其多個方向上的原子間距達到30?以上,對于更大體積的替莫瑞林來說,其最大原子間距已達到了170?以上。當然,上述幾個多肽僅作為例子,便于大家的理解,實際上,在溶液中的分子可能具有更小的能量及更小的空間結構。
分子空間結構的大小決定了分析過程當中色譜柱孔徑的篩選。

對于反相色譜來說,通常具有從60~300?孔徑的填料。我們知道,保留行為的發生都發生在多孔填料的表面上,而對于多孔材料來說,絕大多數(>95%)的表面積都分布在小孔內部,也即絕大多數的保留分離行為都發生在多孔材料的孔內。要形成有效的保留,首要的一點就是待分離組分能順利的進入孔內。
然而,待分離分子在孔內的摩擦系數較大,會降低進入孔內的樣品分子的擴散,使得柱效降低,所以一般要求孔徑要大于樣品分子直徑的4倍以上,才能保證樣品分子能自由出入孔內,而維持正常的譜峰展寬。