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 23

在過去十年中，人們對于開發(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。能夠為有機(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）。許多報告已經(jīng)描述了離子液體（ILs）的獨特性質(zhì)，例如極低的蒸汽壓、低熔點、特殊的相行為、導(dǎo)電性、低燃點和高熱穩(wěn)定性。其應(yīng)用范圍從過渡金屬催化的反應(yīng)，如氫化、氧化或加氫甲酰化，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，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。通過調(diào)節(jié)離子溶劑的性質(zhì)，可以設(shè)計出適用于特殊反應(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，因此仍然沒有令人滿意的答案，還有很多問題有待解答。在過去的三年中，人們對在多肽和蛋白質(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。。因此，進(jìn)行了詳細(xì)的研究，包括研究肽/蛋白質(zhì)濃度對生化反應(yīng)結(jié)果的影響、離子液體對肽/蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響、離子液體對感興趣的肽/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)明確的三級結(jié)構(gòu)，而肽的三級結(jié)構(gòu)在很多情況下是不存在的。因此，我們打算對過去幾年中出現(xiàn)的新研究領(lǐng)域進(jìn)行概述，重點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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