Prinċipji Bażiċi U Fluss tax-Xogħol Ta' Sinteżi ta' Peptidi ta' Fażi Solida-(SPPS)

Sintesi tal-peptidi ta'-fażi solida (SPPS)huwa metodu biex jiġu sintetizzati peptidi fuq appoġġ solidu. L-istrateġiji SPPS ewlenin jinkludu l-Metodu Bocu l-Metodu Fmoc. Is-sintesi tal-peptidi hija proċess ripetittiv ta 'żieda sekwenzjali ta' aċidu amminiku u ġeneralment titwettaq mill-C-terminal (tarf tal-karboxil)lill-N-terminal (tarf amino). L-ewwel, il-grupp karbossiliku tal-ewwel aċidu amminiku tal-peptide fil-mira huwa mwaħħal b'mod kovalenti ma 'appoġġ solidu (reżina). Bl-użu tal-grupp amminiku ta 'dan l-aċidu amminiku bħala l-punt tat-tluq, il-grupp protettiv N-terminal jitneħħa, u l-katina tal-peptide li qed tikber hija tawwalija b'reazzjoni b'eċċess ta' tieni aċidu amminiku attivat. Dan iċ-ċiklu-akkoppjar → ħasil → deprotezzjoni → newtralizzazzjoni u ħasil → akkoppjar li jmiss-jiġi ripetut sakemm jintlaħaq it-tul mixtieq tal-peptide. Fl-aħħarnett, il-katina tal-peptidi hija maqsuma mir-reżina u ppurifikata biex tikseb il-peptide fil-mira. Meta l-{3}}grupp amino huwa protett biBoc (tert-butyloxycarbonyl), il-metodu jissejjaħSinteżi tal-peptidi tal-fażi solida-ibbażata fuq Boc. Meta l-grupp -amino huwa protett biFmoc (9-fluorenilmetilossikarbonil), huwa magħruf bħalaSinteżi ta' peptidi ta' fażi solida-Fmoc-basata.

 

Sinteżi tal-Peptidi tal-Fażi Solida-ibbażata fuq Boc-(Metodu Boc)

Fil-Metodu Boc, Gruppi Boc li jistgħu jitneħħew bl-aċidu trifluworoaċetiku (TFA)huma użati biex jipproteġu l-{0}}gruppi amino, filwaqt ligruppi ta' protezzjoni tat-tip benzyl-huma impjegati għal ktajjen tal-ġenb. Waqt is-sintesi, aċidu amminiku -protett minn Boc-l-ewwel huwa marbut b'mod kovalenti mar-reżina. Il-grupp Boc imbagħad jitneħħa bit-TFA, u t-terminal amino ħieles li jirriżulta jiġi newtralizzat bi triethylamine. L-aċidu amminiku li jmiss jiġi attivat bl-użuDCC (dicyclohexylcarbodiimide)u akkoppjati biex testendi l-katina tal-peptidi. Wara t-tlestija tal-assemblaġġ, il-peptide fil-mira jinqasam mir-reżina bl-użu ta 'aċidu qawwi, tipikamentfluworidu idroġenu anidru (HF)jewaċidu trifluworometansulfoniku (TFMSA).Fil-metodu ta 'sinteżi Boc, trattamenti ripetuti ta' l-aċidu huma meħtieġa biex jitneħħew gruppi ta 'protezzjoni qabel kull pass ta' akkoppjar. Dan jista 'jwassal għal diversi reazzjonijiet sekondarji, bħal qsim prematur tal-peptide mir-reżina u instabbiltà tal-ktajjen tal-ġenb tal-aċidu amminiku taħt kundizzjonijiet aċidużi, li jirriżultaw f'reazzjonijiet sekondarji mhux mixtieqa.

 

Fmoc-Sintesi tal-Peptidi tal-Fażi Solida-(Metodu Fmoc)

Fil1978, Meienhofer u Athertonżviluppat strateġija ta 'sinteżi peptide bl-użuFmoc (9-fluorenilmetilossikarbonil)bħala l-{0}}grupp li jipproteġi l-amino, magħruf bħala l-Metodu Fmoc. F'dan l-approċċ, il-grupp -amino huwa protett bibażi-labile Fmoc, filwaqt li l-ktajjen tal-ġenb huma protetti bilgruppi ta' protezzjoni tat-tip Boc-labili tal-aċidu.Vantaġġ ewlieni ta' Fmoc bħala grupp li jipproteġi l-amino-huwa tiegħustabbiltà taħt kundizzjonijiet aċidużi; mhuwiex affettwat minn trattament b'reaġenti bħalaċidu trifluworoaċetiku (TFA)u jistgħu jitneħħew b'mod selettiv bl-użubażi ħafifa. Fl-istess ħin, gruppi ta' protezzjoni tal-katina tal-ġenb-bħal Boc huma stabbli taħt kundizzjonijiet bażiċi u jitneħħew taħt trattament aċiduż. Fl-aħħarnett, il-peptide jinqasam b'mod kwantitattiv mir-reżina bl-użuTFA/diklorometan (DCM), tevita l-użu ta 'aċidi qawwija u b'hekk ittejjeb is-sigurtà u l-kompatibilità mas-sintesi tal-peptidi ta' rutina.

 

Storja ta' Żvilupp ta' Sinteżi ta' Peptidi ta'-Fażi Solida (SPPS)

1. Stadju Fundazzjonali (Kmieni tas-Seklu 20 sal-1963)

Fil1902, Emil Fischerkien l-ewwel li jesplora s-sinteżi tal-peptidi, iżda l-progress kien bil-mod minħabba limitazzjonijiet tekniċi. Sintesi bikrija użatigruppi li jipproteġu benzoyl u acetyl, li kienu diffiċli biex jitneħħew u ħafna drabi wasslu għalihomqsim tal-katina tal-peptidi.

Fil1932, Max Bergmannu ko-ħaddiema introduċew il-grupp benzyloxycarbonyl (Z).bħala -grupp li jipproteġi l-amino. Dan il-grupp jista' jitneħħa taħtidroġenazzjoni katalitika jew kundizzjonijiet aċidużi, li tipprovdi għodda aktar affidabbli għas-sintesi tal-peptidi u tpoġġi l-pedament għall-iżvilupp tas-sinteżi tal-peptidi tal-fażi solida-fis-snin sittin.

Matul il-1950s, ix-xjentisti sintetizzati b'suċċess varjetà ta 'peptidi bijoloġikament attivi, bħaloxytocin u insulina. Dawn il-kisbiet komplew avvanzati l-kimika tal-peptidi u stabbilixxew is-sisien għall-emerġenza ta' sinteżi ta' peptidi ta'-fażi solida.

 

2. Stadju Pijunier (1963)

Fil1963, Robert B. Merrifieldippropona l-metodu ta' sinteżi ta' peptidi tal-fażi solida (SPPS)., li fiha l-C-aċidu amminiku terminalihija ankrata ma 'appoġġ tar-reżina, u l-katina tal-peptidi hija tawwalija permezz ta' ċikli ripetuti ta 'diprotezzjoni u akkoppjar. Dan l-approċċ issimplifika bil-kbir il-proċess tas-sinteżi tal-peptidi u sar il-metodu preferutgħall-assemblaġġ tal-peptidi.

Merrifield użatBoc (tert-butyloxycarbonyl)biex tipproteġi l-{0}}grupp amminiku. Sa l-aħħar tas-sittinijiet, żviluppa wkoll il-l-ewwel sintetizzatur tal-peptidi kompletament awtomatizzatu sintetizzati b'suċċessproteini bijoloġiċibħalribonuclease (124 aċidu amminiku). Għal dawn il-kisbiet innovattivi, Merrifield ingħata l-Premju Nobel fil-Kimika fl-1984.

 

3.Stadju ta' Innovazzjoni Teknoloġika (1972)

Fil1972, Lou Carpinożviluppat il-Grupp li jipproteġi 9-fluorenylmethyloxycarbonyl (Fmoc)., li jista’ jkunjitneħħa bil-mod taħt kundizzjonijiet bażiċi, tnaqqas ir-reazzjonijiet sekondarji. Dan għamilha partikolarment adattata għalpeptidi kumplessiusinteżi awtomatizzata.

Il-Metodu Fmocgradwalment issostitwixxa l-metodu Boc bħala l-istrateġija mainstream. Sintetizzaturi tal-peptidi awtomatizzati bbażati fuq it-tnejnKimika Fmoc u Bocsussegwentement ġew żviluppati, is-sewqan tal-awtomazzjoni tas-sinteżi tal-peptidiu ttejjeb ħafna l-effiċjenza u r-riproduċibilità.

 

4. Stadju tal-Maturità u l-Espansjoni (1990s sal-preżent)

Ottimizzazzjoni tar-reżina u tar-reaġent:Żvilupp ta'reżini modifikati-idrofiliċi ta' PEG-tagħbija għoljau reaġenti ta 'akkoppjar effiċjenti bħalHBTUuHATUtejbet b'mod sinifikanti l-effiċjenza u r-rendiment tas-sintesi tal-peptidi ta'-fażi solida (SPPS).

Integrazzjoni Teknoloġika:Approċċi ġodda bħalmicrowave-sinteżi assistitaukimika tal-flussqassru l-ħinijiet ta’ reazzjoni u komplew żiedu r-rendiment.

 

Prinċipji Bażiċi u Fluss tax-Xogħol tal-SPPS:
Il-prinċipju ewlieni tas-sinteżi tal-peptidi ta'-fażi solida huwa l-kostruzzjoni pass pass ta 'katina peptide fuq appoġġ solidu, bl-użuil-protezzjoni tal-istrateġiji tal-gruppureazzjonijiet ta' kondensazzjoni (akkoppjar).biex tiksebassemblaġġ ta 'peptidi effiċjenti u kontrollabbli.

1.Rwol tal-Appoġġ Solidu (Reżina) fis-Sintesi tal-Peptidi tal-Fażi Solida-(SPPS)

A reżina polimerika li ma tinħallx-bħalpolystyrene-divinylbenzene cross-reżina marbuta, reżina Wang, jew reżina Rink amide-hija magħżula bħala l-appoġġ solidu fl-SPPS. Il-wiċċ tar-reżina fihgruppi funzjonali(eż., gruppi hydroxyl jew amino) li jistgħu jiffurmawrabtiet kovalenti b'tarf wieħed tal-katina tal-peptidi, normalment il-C-terminal, ankraw il-peptide mal-appoġġ solidu.Dan it-twaħħil kovalenti jiżgura li l-peptide li qed jikberjibqa' marbut mar-reżina matul is-sintesi, li bil-kbirjiffaċilita l-passi ta 'reazzjoni sussegwenti, ħasil, u purifikazzjoni

 

2.L-Istrateġija tal-Grupp ta' Protezzjoni f'Sintesi ta' Peptidi ta' Fażi Solida-(SPPS)

Matul is-sintesi tal-peptidi, il--grupp amminiku, grupp karbossiliku, u gruppi funzjonali tal-katina tal-ġenb-reattivita 'aċidi amminiċi (bħal thiol, carboxyl, u gruppi amino) huma suxxettibbli għalreazzjonijiet sekondarji. Biex tevita dawn ir-reazzjonijiet mhux mixtieqa,gruppi li jipproteġujintużaw. Gruppi protettivi komuni jinkludu:-Gruppi li Jipproteġu l-Amino:

Boc (tert-butyloxycarbonyl):Aċidu-labbli, jitneħħa faċilment taħtkondizzjonijiet aċidużi.

Fmoc (9-fluorenilmetilossikarbonil):Stabbli taħt kondizzjonijiet aċidużi, jistgħu jitneħħew taħtkundizzjonijiet bażiċi(eż., soluzzjoni ta' piperidine/DMF).Gruppi tal--Katina tal-Ħarsien tal-Ġnub:Magħżula skond il-proprjetajiet kimiċi tal-gruppi chain.ommon tal-ġenb ta ' l-aċidu amminiku jinkludubenżil (Bn), tert-butil (tBu), tritil (Trt), eċċ.Dawn il-gruppi humajitneħħa fl-aħħar tas-sintesi, ġeneralment waqt il-qsim tal-peptidi mir-reżina, bl-użuaċidu jew kundizzjonijiet speċifiċi oħra.

 

3.C-Sintesi ta' Terminus għal N-Terminus fl-SPPS

Filsinteżi ta' peptidi-solidu (SPPS), assemblaġġ peptide normalment jibda fil-C-terminal (tarf tal-karboxil)u tipproċedi bil-pass lejn il-N-terminal (tarf amino). Dan għaliex il-L-aċidu amminiku C-terminal huwa l-ewwel imwaħħal mal-appoġġ solidu, u aċidi amminiċi sussegwenti huma akkoppjati mal-grupp amminiku ħieles tal-katina tal-peptidi diġà marbut mar-reżina, titwwal gradwalment il-katina tal-peptidi.

 

4.Reazzjoni ta' Akkoppjar f'Sinteżi ta' Peptidi ta' Fażi Solida-(SPPS)

Aċidi amminiċi protetti jeħtieġ li jkunuattivatsabiex tagħhomgruppi karbossili jsiru reattivi, li jippermettilhom jiffurmaw abond peptidemal-grupp amminiku tar-reżina-peptide marbut. Komuniattivazzjoni tar-reaġentijinkludukarbodiimidi(eż., DCC, DIC),HOBt, HATU, uPyBOP. Ladarba jiġi attivat, il-grupp karbossiliku jirreaġixxi mal-grupp amino ħieles f'areazzjoni ta’ kondensazzjoni, li jiffurmaw anbond amideu b'hekk twaħħal l-aċidu amminiku l-ġdid mal-katina tal-peptidi li qed tikber.

 

5.Operazzjonijiet Ripetittivi (Ċikliċi) f'Sintesi ta' Peptidi ta' Fażi Solida- (SPPS)

Il-proċess jinvolvitirrepeti ċ-ċiklu ta 'deprotection → akkoppjar → ħasil, żżidaċidu amminiku wieħed għal kull ċiklubiex tittawwal gradwalment il-katina tal-peptidi. Wara kull wieħedreazzjoni ta' akkoppjar, ir-reżina hijamaħsul(eż., b'solventi bħal DMF jew DCM) biex jitneħħew reaġenti mhux reazzjoni, prodotti sekondarji, u aċidi amminiċi żejda. Il--grupp amminiku tar-residwu miżjud ġdid imbagħad jiġi deprotett, tesponi amina ħielsa biex tipprepara għar-reazzjoni ta 'akkoppjar li jmiss. Dan iċ-ċiklu jiġi ripetut sakemm is-sekwenza tal-peptidi mixtieqa tkun immuntata kompletament.

 

6.Qasam fis-Sinteżi tal-Peptidi ta' Fażi Solida-(SPPS)

Ladarba l-katina tal-peptidi tkun laħqet it-tul mixtieq, huwamaqsuma mill-appoġġ solidubl-użu ta' reaġent xieraq, filwaqt li fl-istess ħinit-tneħħija tal-gruppi protettivi kollha. Reaġent tal-qsim użat komunement huwaaċidu trifluworoaċetiku (TFA), li mhux bissikisser ir-rabta bejn il-peptide u r-reżinaiżda wkolltneħħi gruppi protettivibħal Fmoc u Boc, ir-restawr tal-peptide tiegħustat nattiv. Ladarba l-katina tal-peptidi tkun laħqet it-tul mixtieq, huwamaqsuma mill-appoġġ solidubl-użu ta' reaġent xieraq, filwaqt li fl-istess ħinit-tneħħija tal-gruppi protettivi kollha. Reaġent tal-qsim użat komunement huwaaċidu trifluworoaċetiku (TFA), li mhux bissikisser ir-rabta bejn il-peptide u r-reżinaiżda wkolltneħħi gruppi protettivibħal Fmoc u Boc, ir-restawr tal-peptide tiegħustat nattiv.

Permezz ta’ dawn il-passi,sinteżi ta' peptidi-solidu (SPPS)jippermetti l-assemblaġġ effiċjenti u kkontrollat ​​ta 'ktajjen peptidi fuq appoġġ solidu, tevita l-passi intermedji kkumplikati ta' purifikazzjoni meħtieġa fis-soluzzjoni tradizzjonali-sinteżi tal-fażi u b'mod sinifikantiittejjeb l-effiċjenza tas-sintesi u r-rendiment.

Permezz ta’ dawn il-passi,sinteżi ta' peptidi-solidu (SPPS)jippermetti l-assemblaġġ effiċjenti u kkontrollat ​​ta 'ktajjen peptidi fuq appoġġ solidu, tevita l-passi intermedji kkumplikati ta' purifikazzjoni meħtieġa fis-soluzzjoni tradizzjonali-sinteżi tal-fażi u b'mod sinifikantiittejjeb l-effiċjenza tas-sintesi u r-rendiment.