光催化非天然氨基酸合成文献综述
摘要：由人工合成的非天然氨基酸具有一系列天然氨基酸所不具有的功能，因此极大地拓展了氨基酸的应用领域。在传统化学合成的基础上，本文介绍了一种近几年来非常热门的合成方法——光催化自由基偶联。光催化以其反应温和、迅速、高效的特点，已经成为有机合成领域的一个重要发展方向。本文将着重介绍几种如何通过光催化诱导的方式合成一系列非天然氨基酸的新型方法。
关键词：非天然氨基酸； 传统化学合成； 光催化； 自由基偶联； 多肽的修饰；
一、文献综述
（一）研究背景
1、非天然氨基酸简介
氨基酸是至少含有一个羧基和一个氨基的两性化合物，其是组成生命蛋白质的最基本物质，与生物体的生命活动息息相关，所以人体对蛋白质的需求实质上是对氨基酸的需求。按氨基连接碳的位置可分为alpha;、beta;、gamma;等氨基酸，按其存在方式又可分为天然氨基酸与非天然氨基酸。天然氨基酸是自然界中本身就存在的氨基酸，种类繁多，用途广泛。非天然氨基酸是由人工合成的氨基酸，有的和天然氨基酸完全不同，是分子设计的结果；有的则是在天然氨基酸的侧链上引入或转化一些基团以优化其性能。
2、非天然氨基酸的应用
蛋白质仅用20种天然氨基酸就能执行了一系列功能，但由于其携带的功能基团数量有限，因此无法满足化学、生物科学等研究中日益增加的需求[1]。目前，通过化学修饰、基因定点突变和计算机辅助蛋白质设计，虽然对蛋白质的结构改造赋予了天然蛋白质新的功能，但这些方法都依赖于20种天然氨基酸本身。其用于修饰改造的功能基团仅有巯基、羟基、羧基、氨基等几种有限基团，功能化方式十分有限。与此相反，可人为赋予多样性功能基团的非天然氨基酸在蛋白质修饰中表现突出[2]，这些非天然氨基酸含有酮基、醛基、叠氮、炔基、烯基、酰胺基、硝基、磷酸根、磺酸根等多样性功能基团，可进行多种修饰反应，如：光化学、点击化学、糖基化等反应[3]。同时，具有光学活性的非天然氨基酸是一些新的生物活性肽的手性合成单元，通过非天然氨基酸对蛋白质进行修饰给其结构和功能的理论研究与应用带来了新的契机，具有非常重要的学术研究价值[4]。
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