Что такое синтез пептидов

 

Синтез пептидов — это активная область химии белков и пептидов, которая обычно включает последовательное добавление аминокислот в определенном порядке с образованием пептидной цепи химическими методами. Основными методами синтеза являются жидкофазный и твердофазный синтез. По сравнению с LPPS, SPPS имеет преимущества: он быстрее, проще, с меньшим количеством побочных реакций и более высокими выходами.

 

Стандартный метод SPPS, включая стратегии Boc (бензил) и Fmoc (tBu).

 

 

Boc (бензиловая) стратегия

В этом подходе к синтезу в качестве твердых подложек используются хлорметилированные, гидроксиметилированные полистирольные и п-метоксибензиловые (ПМА) смолы. -аминогруппа защищена т-бутоксикарбонилом (Boc), а группы боковых цепей аминокислот защищены бензильными производными. Вос-группу удаляют с помощью чистой TFA или TFA в CH2Cl2, а в конце синтеза защитные группы боковой цепи и связи пептид-смола удаляют с помощью сильной кислоты, такой как безводная плавиковая кислота (HF) или TFMSA.

 

Стратегия Fmoc (tBu)

В этом подходе к синтезу в качестве твердых подложек используются смолы Ванга, 2-хлортритилхлоридная смола, амидная смола Ринка-AM, смолы амидная смола Ринка-MBHA. -аминогруппа защищена 9-флуоренилметоксикарбонильной группой (Fmoc). ), тогда как группы боковых цепей аминокислот защищены кислотолабильными защитными группами. Группу Fmoc удаляют с помощью 20% пиперидина в ДМФ, а в конце синтеза защитные группы боковой цепи и связи пептид-смола удаляют с помощью 1%-95% TFA. Fmoc SPPS в настоящее время является предпочтительным методом синтеза пептидов.

 

Основные принципы твердофазного синтеза пептидов Fmoc

 

Выберите смолу

Наиболее широко применяемые смолы в Fmoc SPPS включают смолу 4-алкоксибензилового спирта (Вана), 2-хлортритилхлоридную смолу, амидную смолу Rink, смолы Rink Amide-MBHA. Амидные смолы используются для синтеза пептидов с необходимым С-концевым амидированием. Смола Вана и смола 2-Cl Trt обычно используются для синтеза пептида с необходимым С-концевым свободным COOH. Но когда С-конец пептида содержит Pro и Gly в качестве первой аминокислоты, смолу Ванга не следует использовать из-за риска образования ДКП (дикетопиперазина), для использования рекомендуется 2-хлортритилхлоридная смола.

 

 

Прикрепление защищенных аминокислот к смолам

Первая аминокислота Fmoc присоединена к нерастворимой смоле-основе через кислотолабильный линкер.

 

Снятие защиты с -аминозащитной группы

Временную защитную группу Fmoc на N-конце пептидил-смолы удаляют обработкой ее раствором 20% пиперидина в ДМФ. Эта реакция обычно заканчивается в течение 10–20 минут.

 

Этапы стирки

После каждой химической реакции выполняются этапы промывки для удаления из смолы излишков реагентов, побочных продуктов и непрореагировавших молекул. Это помогает поддерживать чистоту растущей пептидной цепи.

 

Активация и связывание защищенной аминокислоты

Защищенная аминокислота, связанная со смолой, активируется для повышения ее реакционной способности при связывании со следующей аминокислотой в последовательности. Общие активирующие агенты включают HOAt, HOBt, PyBOP, PyAOP, HBTU и HATU. Связывание включает образование пептидной связи между активированной аминокислотой и аминогруппой растущей пептидной цепи. Тест Кайзера обычно используется для контроля полноты реакций сочетания.

 

Этапы стирки

Подобно предыдущим этапам промывки, это обеспечивает удаление излишков реагентов и побочных продуктов после реакции сочетания.

 

Отщепление от смолы и снятие защиты с защитных групп боковой цепи

Как только желаемая пептидная последовательность синтезируется на смоле, ее отщепляют от твердой подложки с помощью смеси для расщепления, такой как трифторуксусная кислота (ТФУ), содержащей поглотители, такие как тиоанизол и вода. Одновременно удаляются защитные группы боковой цепи на аминокислотных остатках, в результате чего пептид полностью лишен защиты и готов к очистке и анализу.