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離子液體如何應(yīng)用在多肽化學(xué)中?

2024-10-10 10:56:51 sh默尼 9
在過(guò)去十年中,人們對(duì)于開發(fā)有機(jī)合成的替代溶劑以提供安全、環(huán)保的工藝的興趣顯著增加。能夠?yàn)橛袡C(jī)合成提供合適的甚至更好的反應(yīng)條件,且比傳統(tǒng)有機(jī)溶劑更安全的替代溶劑是“熔融鹽”或所謂的離子液體(ILs)。許多報(bào)告已經(jīng)描述了離子液體(ILs)的獨(dú)特性質(zhì),例如極低的蒸汽壓、低熔點(diǎn)、特殊的相行為、導(dǎo)電性、低燃點(diǎn)和高熱穩(wěn)定性。其應(yīng)用范圍從過(guò)渡金屬催化的反應(yīng),如氫化、氧化或加氫甲?;?,到有機(jī)反應(yīng),如狄爾斯-阿爾德反應(yīng)、弗里德-克雷夫茨反應(yīng)、環(huán)加成和酯化反應(yīng)。此外,離子液體在涉及生物大分子的多個(gè)領(lǐng)域也變得非常有吸引力,例如酶和蛋白質(zhì),在那里它們導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化,并通過(guò)酶催化應(yīng)用于生物轉(zhuǎn)化、蛋白質(zhì)結(jié)晶和熒光淬滅免疫分析。在其他應(yīng)用中,離子液體(ILs)因其對(duì)極性底物(包括碳水化合物、蛋白質(zhì))的有利溶解特性和減少排放而顯示出優(yōu)勢(shì),也作為分析化學(xué)和化學(xué)傳感策略中的溶劑。

與傳統(tǒng)溶劑相比,離子液體(ILs)由陰離子和陽(yáng)離子組成,即具有雙重特性。因此,離子液體(ILs)是一種鹽,可以為生物分子提供合適的溶劑環(huán)境。根據(jù)離子液體的組成、溶劑化環(huán)境,可以對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)特定的溶質(zhì)和工藝要求,例如從有機(jī)相或水相中的溶解或相分離。通過(guò)調(diào)節(jié)離子溶劑的性質(zhì),可以設(shè)計(jì)出適用于特殊反應(yīng)條件的離子液體(ILs),例如在酶促反應(yīng)中影響反應(yīng)速率、酶的選擇性和底物溶解性。
2008年,Plaquevent等人對(duì)離子液體(ILs)在氨基酸和多肽化學(xué)中的應(yīng)用以及使用離子液體(ILs)組件生產(chǎn)新型氨基酸基離子液體(ILs)的應(yīng)用進(jìn)行了全面的概述。他們的目的是回答以下相當(dāng)全面的問(wèn)題:離子液體(ILs)是否可以提供比傳統(tǒng)有機(jī)溶劑更好的反應(yīng)介質(zhì),它們可以在哪些化學(xué)和生化領(lǐng)域應(yīng)用?然而,由于這一研究領(lǐng)域提供了多種多樣的應(yīng)用,因此仍然沒(méi)有令人滿意的答案,還有很多問(wèn)題有待解答。在過(guò)去的三年中,人們對(duì)在多肽和蛋白質(zhì)研究中使用離子液體(ILs)的興趣大幅增加。尋找新的方法來(lái)改善偶聯(lián)反應(yīng)、多肽和蛋白質(zhì)在水/緩沖溶液中的溶解度以及它們的化學(xué)性質(zhì)一直是多肽、蛋白質(zhì)和分析化學(xué)家們關(guān)注的焦點(diǎn)。。因此,進(jìn)行了詳細(xì)的研究,包括研究肽/蛋白質(zhì)濃度對(duì)生化反應(yīng)結(jié)果的影響、離子液體對(duì)肽/蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響、離子液體對(duì)感興趣的肽/蛋白質(zhì)功能的影響,以及如何在離子液體中增加此類生物分子的穩(wěn)定性和反應(yīng)性的一般方法。
主要挑戰(zhàn)在于為特定的過(guò)程和/或應(yīng)用選擇最佳的離子液體(ILs)多肽和蛋白質(zhì)存在于所有活細(xì)胞中,數(shù)量和種類都很大。通常使用模型多肽來(lái)理解大蛋白質(zhì)的功能。然而,人們普遍認(rèn)為,在各種反應(yīng)介質(zhì)中,多肽的行為和效應(yīng)與蛋白質(zhì)有所不同。蛋白質(zhì)通常會(huì)折疊成特定的三維形狀,這決定了它們的作用,而多肽在結(jié)構(gòu)上受限較少,即它們可以在溶液中采取多種構(gòu)象。因此,蛋白質(zhì)具有相當(dāng)明確的三級(jí)結(jié)構(gòu),而肽的三級(jí)結(jié)構(gòu)在很多情況下是不存在的。因此,我們打算對(duì)過(guò)去幾年中出現(xiàn)的新研究領(lǐng)域進(jìn)行概述,重點(diǎn)是離子液體在多肽化學(xué)中的應(yīng)用,包括純化和分析。


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