多肽是一種由兩個或多個氨基酸通過肽鍵(酰胺鍵)連接而形成的化合物。多肽在調節機體各系統、器官、組織和細胞的功能活動以及在生命活動中發揮重要作用，并且常被應用于功能分析、抗體研究、藥物研發等領域。而通過對多肽進行修飾進而改變多肽的理化性質也是多肽研究中一種常用的手段。
多肽修飾種類繁多，從修飾位點不同則可分為N端修飾、C端修飾、側鏈修飾、氨基酸修飾、骨架修飾等。 作為一種改變肽鏈主鏈結構或側鏈基團的重要手段，多肽修飾可有效改變肽類化合物的理化性質、增加水溶性、改變其生物分布狀況、延長體內作用時間、降低毒副作用、消除免疫原性等。
接下來我們來介紹幾種主要的多肽修飾及特點。
1、環化
在自然界中，許多具有生物活性的多肽都是環狀多肽，因此環肽在現代生物醫學中有主多應用。環肽相較于線性肽，具有更好的剛性，對消化系統具有很強的抵抗力，因此可以在消化道中存貨，并且對靶受體表現出更強的親和力。環狀多肽通常都是通過環化來實現的，根據環化方式可以分為側鏈-側鏈式、終端-側鏈式、終端-終端式(頭尾相連式)。
2、糖基化
我們最常見的糖肽如萬古霉素和替考拉寧，是治療耐藥細菌感染的重要抗生素，其他糖肽常被用于刺激免疫系統。另外，由于很多微生物抗原是糖基化的，因此研究糖肽對提高感染的治療效果具有重要意義。另一方面，有研究發現腫瘤細胞細胞膜上的蛋白質表現出異常的糖基化，這使得糖肽在癌癥和腫瘤免疫防御研究中也發揮著重要作用。糖肽的制備一般利用Fmoc/t-Bu方法。糖基化殘基，比如蘇氨酸和絲氨酸常通過五氟苯酚酯活化的Fmoc保護糖基化氨基酸引入到多肽中。
3、磷酸化
在人類細胞中，超過30%的蛋白質被磷酸化。磷酸化，尤其是可逆磷酸化，在控制許多細胞過程中起重要作用，如信號轉導、基因表達、細胞周期和細胞骨架調節以及細胞凋亡。
磷酸化可以在各種氨基酸殘基上觀察到，但最常見的磷酸化目標是絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸殘基。磷酸酪氨酸、磷酸蘇氨酸和磷酸絲氨酸衍生物既可在合成中引入到多肽也可在多肽合成以后形成。使用可選擇性移除保護基團的絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸殘基可以實現選擇性磷酸化。一些磷酰化試劑也可通過后修飾在多肽中引入磷酸基團。最近，也有學者使用化學選擇性的Staudinger-亞磷酸酯反應實現了賴氨酸的位點特異性磷酸化的案例。
4、N-甲基化
N-甲基化通常被用來引入到多肽合成中以阻止氫鍵的形成，進而使得多肽更加耐受生物降解和清除，最初出現在天然多肽中。利用N-甲基化的氨基酸衍生物(如Fmoc-N-Me-Val-OH，Fmoc-N-Me-Trp(Boc)-OH等)合成多肽是最主要的方法，另外也可利用N-(2-硝基苯磺酰氯)多肽-樹脂中間體與甲醇進行Mitsunobu反應，該方法已被用于制備含有N-甲基化氨基酸的環狀多肽庫。
5、豆蔻酰化和棕櫚酰化
通過多肽N末端脂肪酸酰化可以讓多肽或蛋白質與細胞膜結合。N末端上豆蔻酰化的多肽可以使Src家族的蛋白激酶和逆轉錄酶Gaq蛋白靶向結合細胞膜。利用標準的酰胺縮合反應即可將豆蔻酸連接到樹脂-多肽的N末端，生成的脂肽可在標準條件下解離并通過RP-HPLC純化。
6、生物素化
生物素可以與親和素或者鏈霉親和素有力結合，結合強度甚至接近共價鍵。生物素標記的肽通常用于免疫測定，組織細胞化學和基于熒光的流式細胞術。標記的抗生物素抗體也可以用來結合生物素化多肽。生物素標記常連接在賴氨酸側鏈或者N末端。通常在多肽和生物素之間使用6-氨基己酸作為紐帶，紐帶能夠靈活結合底物，并且在有空間位阻的情況下能結合地更好。
7、熒光標記
人們利用利用熒光標記的多肽來檢測目標蛋白的活性，并將其發展的高通量活性篩選方法應用于疾病治療靶點蛋白的藥物篩選和藥物開發(例如，各種激酶、磷酸酶、肽酶等)。常用的熒光劑有FITC, FAM, TAMRA, CY3, CY5, Rhodamine等。色氨酸(Trp)也帶有熒光，因此可以被用于內在標記。色氨酸的發射光譜取決于外圍環境，隨著溶劑極性降低而降低，這種性質對于檢測多肽結構和受體結合很有用處。色氨酸熒光可以被質子化的門冬氨酸和谷氨酸淬滅，這可能會限制其使用。丹磺酰氯基團(Dansyl)與氨基結合時具有高度熒光，也常被用于氨基酸或蛋白質的熒光標記。
熒光共振能量轉換(FRET)對酶的研究十分有用，應用FRET時，底物多肽常含有一個熒光標記基團和一個熒光淬滅基團。標記的熒光基團會被淬滅劑通過非光子能量傳遞淬滅。當多肽從所研究的酶上解離下來，標記基團就會發射熒光。
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