Sintesis kombinatorial dapat dilakukan tidak hanya dalam larutan (sintesis fase cair), tetapi juga pada permukaan fase inert kimia padat. Dalam hal ini, bahan awal pertama secara kimiawi "melekat" pada gugus fungsi pada permukaan pembawa polimer (paling sering, ikatan ester atau amida digunakan) dan diperlakukan dengan larutan bahan awal kedua, yang diambil berlebihan sehingga reaksi berlangsung sempurna. Ada kenyamanan tertentu dalam bentuk reaksi ini, karena teknik untuk mengisolasi produk difasilitasi: polimer (biasanya dalam bentuk butiran) hanya disaring, dicuci secara menyeluruh dari sisa-sisa reagen kedua, dan senyawa target dipisahkan secara kimiawi darinya.
Dalam kimia organik, tidak ada reaksi tunggal yang dalam praktiknya memberikan hasil kuantitatif produk target dalam hal apa pun. Satu-satunya pengecualian adalah, tampaknya, pembakaran sempurna zat organik dalam oksigen pada suhu tinggi menjadi CO2 dan H2O. Oleh karena itu, pemurnian produk target selalu merupakan tugas yang sangat diperlukan, dan seringkali merupakan tugas yang paling sulit dan memakan waktu. Tugas yang sangat sulit adalah isolasi produk sintesis peptida, misalnya pemisahan campuran kompleks polipeptida. Oleh karena itu, dalam sintesis peptidalah metode sintesis pada substrat polimer padat, yang dikembangkan pada awal 1960-an oleh R. B. Merifield, telah menjadi yang paling banyak digunakan.
Pembawa polimer dalam metode Merrifield adalah polistirena ikatan silang granular yang mengandung gugus klorometil dalam cincin benzena, yang merupakan penghubung yang mengikat penyangga pada residu asam amino pertama dari polipeptida. Gugus-gugus ini mengubah polimer menjadi analog fungsional dari benzil klorida dan memberikannya kemampuan untuk dengan mudah membentuk ikatan ester ketika bereaksi dengan anion karboksilat. Kondensasi resin semacam itu dengan asam amino yang dilindungi N mengarah pada pembentukan ester benzil yang sesuai. Penghapusan proteksi-N dari memberikan turunan terproteksi-C dari asam amino pertama yang terikat secara kovalen dengan polimer. Aminoasilasi gugus amino yang dibebaskan dengan turunan terproteksi-N dari asam amino kedua, diikuti dengan penghilangan proteksi-N, menghasilkan turunan dipeptida serupa yang juga terikat pada polimer:
Siklus dua tahap seperti itu (deproteksi - aminoasilasi) pada prinsipnya dapat diulang sebanyak yang diperlukan untuk membangun rantai polipeptida dengan panjang tertentu.
Pengembangan lebih lanjut dari ide Merifield ditujukan terutama pada pencarian dan pembuatan bahan polimer baru untuk substrat, pengembangan metode untuk memisahkan produk dan pembuatan fasilitas otomatis untuk seluruh siklus sintesis polipeptida.
Keefektifan metode Merifield telah ditunjukkan oleh keberhasilan sintesis sejumlah polipeptida alami, khususnya insulin. Terutama jelas keuntungannya telah ditunjukkan pada contoh sintesis enzim ribonuklease. Jadi, misalnya, dengan biaya yang cukup besar, selama beberapa tahun, Hirschman dan 22 karyawannya melakukan sintesis enzim ribonuklease (124 residu asam amino) menggunakan metode fase cair tradisional. Hampir secara bersamaan, protein yang sama diperoleh dengan sintesis fase padat otomatis. Dalam kasus kedua, sintesis, yang mencakup total 11.931 operasi berbeda, termasuk 369 reaksi kimia, dilakukan oleh dua peserta (Gatte dan Merrifield) hanya dalam beberapa bulan.
Ide Merrifield berfungsi sebagai dasar untuk penciptaan berbagai metode untuk sintesis kombinatorial perpustakaan polipeptida dari berbagai struktur.
Jadi pada tahun 1982, strategi asli untuk sintesis paralel multi-tahap peptida pada fase padat diusulkan, yang dikenal sebagai "metode split" ( membelah- pemisahan, pemisahan) atau metode "campuran dan pemisahan" (Gbr. 3). Esensinya adalah sebagai berikut. Katakanlah dari tiga asam amino (A, B dan C) Anda perlu mendapatkan semua kemungkinan kombinasi tripeptida. Untuk melakukan ini, butiran pembawa polimer padat (P) dibagi menjadi tiga bagian yang sama dan diperlakukan dengan larutan salah satu asam amino. Dalam hal ini, semua asam amino secara kimiawi terikat pada permukaan polimer oleh salah satu gugus fungsinya. Polimer yang diperoleh dari tiga tingkat dicampur secara menyeluruh, dan campuran itu dibagi lagi menjadi tiga bagian. Kemudian setiap bagian, yang mengandung ketiga asam amino dalam jumlah yang sama, diperlakukan kembali dengan salah satu dari tiga asam amino yang sama dan diperoleh sembilan dipeptida (masing-masing tiga campuran dari tiga produk). Pencampuran lain, pembagian menjadi tiga bagian yang sama dan perlakuan dengan asam amino memberikan 27 tripeptida yang diinginkan (tiga campuran dari sembilan produk) hanya dalam sembilan tahap, sedangkan untuk memperolehnya secara terpisah akan membutuhkan sintesis 27 × 3 = 81 tahap.
"Ahli biologi. majalah Armenia, 1 (65), 2013 SINTESIS PADAT-FASE PEPTIDA AKTIF JANTUNG TERIsolasi DARI ATRIUM BABI G.S. Institut Biokimia CHAILYAN. Bunyatyan NAS RA…”
Artikel eksperimental dan teoretis
Artikel eksperimental dan teoretis
Ahli biologi. majalah Armenia, 1 (65), 2013
SINTESIS FASE PADAT PEPTIDA JANTUNG,
TERIsolasi DARI ATRIUM BABI
G.S. CHAILYAN
Institut Biokimia. Bunyatyan NAS RA
Untuk melanjutkan penelitian acad. Galoyan, kami melakukan serangkaian eksperimen untuk mengisolasi, memurnikan, dan menentukan orientasi biologis senyawa peptida yang baru diisolasi dari atrium dan bagian aurikularis jantung babi. Untuk melakukan biotes, perlu untuk mendapatkan jumlah preparatif dari sampel yang diteliti. Untuk melakukan ini, kami menggunakan metode sintesis peptida fase padat dengan modifikasi lebih lanjut. Kemurnian dan identitas preparat yang disintesis diperiksa dengan kromatografi cair kinerja tinggi dan analisis spektral massa.
Sintesis fase padat - asam fmoc-amino - HPLC - phenylisothiocyanate - analisis spektral massa:
fmoc- – – Untuk studi lebih lanjut yang dilakukan oleh Galoyan, serangkaian percobaan tentang isolasi, pemurnian, dan penentuan arah biologis peptida yang diisolasi dari atrium babi telah dilakukan. Untuk memenuhi biotes, jumlah sampel preparatif diperlukan. Metode modifikasi sintesis peptida fase padat digunakan. Kemurnian dan identitas peptida yang disintesis ditentukan oleh HPLC dan analisis spektral massa.
Sintesis fase padat – kromatografi cair kinerja tinggi – spektrometri massa – asam amino fmoc – kardiopeptida – atrium Galoyan dkk mempelajari cara pengaturan dan mekanisme kerja neurohormon hipotalamus pada berbagai proses dalam tubuh.
Konfirmasi gagasan tentang fungsi yang saling berhubungan, saling bergantung, integral dari sistem seperti hipotalamus - kelenjar pituitari - kelenjar adrenal adalah titik balik dalam endokrinologi. Pengisian kembali konsep ini SINTESIS FASE PADAT PEPTIDA AKTIF JANTUNG YANG TERIsolasi DARI ATRIUM BABI dari triad terakhir yang dikemukakan oleh Galoyan mengenai interaksi hipotalamus - kelenjar pituitari
– hati, adalah pencapaian ilmiah yang besar. Selanjutnya, jaringan target-jantung baru ditemukan, kemampuan organ ini untuk mengontrol fungsi peptida spesifik ditunjukkan, serta adanya mekanisme umpan balik antara hipotalamus dan jantung melalui peptida ini.
Penemuan senyawa kardioaktif - neurohormon K, C, G dan sejumlah lainnya di hipotalamus berbagai hewan menjadi awal pekerjaan tidak hanya pada studi mekanisme molekuler aksi neurohormon ini, tetapi juga pada pencarian untuk senyawa serupa di jantung. Dasar dari studi komprehensif tentang sifat biokimia dan fisikokimia prinsip kardioaktif adalah data tentang keberadaan 2 senyawa kardioaktif di otot jantung. Partisipasi neurohormon "C" dalam regulasi proses glikolitik dan tingkat nukleotida siklik ditetapkan melalui penghambatan cAMP PDE, protein kinase yang bergantung pada cAMP, dll. Senyawa ini telah terbukti memiliki berat molekul rendah dan termasuk dalam glikopeptida.
Di Laboratorium Kromatografi Analitik dan Sintesis Peptida, kami melakukan pekerjaan pada isolasi dan pemurnian senyawa peptida dari atrium dan area aurikularis jantung babi. Selama pemisahan fraksi peptida dengan HPLC preparatif, kami mengisolasi dan memurnikan 20 senyawa yang bersifat peptida ke keadaan homogen. Untuk menentukan fokus biologis, semua preparat diuji untuk perubahan komponen EKG pada tikus. Hasil percobaan menunjukkan bahwa 7 senyawa memiliki faktor serbaguna yang berpengaruh pada komponen EKG tertentu.
Peptida No. 7 menunjukkan aktivitas terbesar dalam mengubah amplitudo komponen R, durasi kompleks QRS, amplitudo S, dan parameter lainnya.
Untuk mempelajari mekanisme kerja biologis obat ini, menjadi perlu untuk memiliki sejumlah besar sampel uji. Karena kenyataan bahwa proses isolasi dan pemurnian produk biologis sangat tidak efisien, melelahkan, memakan waktu dan tidak dapat memberikan reproduktifitas yang baik, menjadi sangat penting untuk melakukan sintesis kimia obat ini. Menganalisis literatur dunia di bidang sintesis kimia peptida, kami sampai pada kesimpulan bahwa yang paling optimal bagi kami adalah metode sintesis fase padat menggunakan asam amino yang dilindungi fmoc. Ditemukan pada tahun 1984, sintesis peptida fase padat memiliki banyak keunggulan dibandingkan sintesis konvensional dalam hal efisiensi, serta pemrosesan dan pemurnian yang mudah.
Menggunakan beberapa metode yang berbeda: hidrolisis obat ini, modifikasi asam amino dengan phenylisothiocyanate, kami memperoleh komposisi asam amino peptida No. 7. Menggunakan data analisis spektral massa dan NMR, degradasi Edmon, kami dapat memperoleh tidak hanya komposisi asam amino, tetapi juga urutan asam amino peptida No. 7.
Phe-Val-Pro-Ala-Met-Gly-Ile-Arg-Pro Proses sintesis fase padat yang efisien sangat bergantung pada pilihan yang tepat dari berbagai kondisi untuk implementasinya, seperti pilihan resin, pelarut, dan kinetika sintesis. Variabel-variabel ini mempengaruhi derajat pembengkakan resin dan hubungannya dengan asam amino, jumlah tempat pengikatan, yang pada akhirnya mempengaruhi sintesis peptida secara keseluruhan. Kami mengadaptasi proses sintesis fase padat dalam kaitannya dengan peptida yang kami pelajari, dengan mempertimbangkan kekhasan urutan asam aminonya.
G.S. CHAILYAN Bahan dan metode. Semua reagen, pelarut, resin yang digunakan berasal dari Advanced Chem Techcompany. Kami menggunakan grup fmoc untuk melindungi N-terminus asam amino selama sintesis dan dimethylformamide (DMF) sebagai pelarut selama seluruh sintesis. Kami menggunakan resin 2-chlorotrityl asam-labil sebagai substrat. Penghapusan kelompok fmoc pelindung dilakukan dengan menggunakan larutan piperidin di DMF.
Sangat penting dalam proses sintesis adalah pendaratan asam amino pertama pada resin. Dua gram resin 2Cl-Trt dituangkan ke dalam spuit 10 ml. DMF ditarik ke dalam spuit, resin dibiarkan membengkak selama 15 menit. Setelah itu, DMF dicuci. Kemudian, larutan asam amino pertama (fmoc-Pro) dan activator reaksi (DIPEA) dimasukkan ke dalam spuit dengan perbandingan 1 RESIN/1.2 FMOC-PRO/4DIPEA. Reaksi penanaman asam amino pertama berlangsung 3 jam.Kondisi yang sangat penting untuk sintesis adalah tidak adanya pengikat bebas setelah penanaman asam amino pertama, oleh karena itu, setelah mengikat asam amino pertama, resin diperlakukan dengan campuran asam amino pertama. metilen, DIPEA (diisopropylethylamine) dan DMF dalam rasio 80DMF/15MEOH/5DIPEA untuk memblokir kemungkinan ujung bebas yang tersisa. Setelah itu, resin dicuci dengan DMF sebanyak 5 kali selama 5 menit. Kemudian asam amino dideblok dengan larutan piperidin 30% dalam DMF sebanyak 8 kali selama 5 menit. Setelah itu, resin dicuci dengan DMF sebanyak 5 kali selama 5 menit. Siklus ini diulang selama sintesis peptida. Setelah setiap tahap adisi dan deproteksi asam amino, kontrol kemajuan reaksi diperiksa dengan uji Kaiser, yaitu reaksi ninhidrin dengan gugus amino bebas membentuk karakteristik warna biru tua. Berkat tes ini, menjadi mungkin untuk mengontrol langkah demi langkah reaksi pemuatan dan pelepasan asam amino.
Pemurnian dan kontrol sintesis peptida no.7 dilakukan pada sistem HPLC preparatif 2 komponen dari Waters (USA). Injektor Rheodyne dengan volume loop 500 l digunakan untuk menyuntikkan sampel. Deteksi dilakukan dalam kisaran 190-360 nm. Kami menggunakan kolom “Symmetry Si-100 C18” (4,6x250 mm) untuk HPLC fase terbalik. Kecepatan aliran adalah 50 ml/menit. Sistem eluen gradien H2O/ACN/TFA (98/2/0.1) / (0.100.0.1) digunakan. Waktu analisis 15 menit. Rekromatografi dilakukan pada sistem analitik Knauer HPLC. Kolom XbridgeC18 (2,6x150 mm) digunakan. Deteksi dilakukan pada 214 nm.
Untuk mengkonfirmasi data yang diperoleh, persiapan yang disintesis menjadi sasaran analisis spektral massa pada "spektrometri analitis" CSU.
Hasil dan Diskusi. Data yang diperoleh pada kromatogram menunjukkan bahwa kemurnian peptida No. 7 yang disintesis setelah pemurnian lebih dari 99,6% (Gbr. 1).
– – –
Kami melakukan analisis kromatografi komparatif dari peptida asli No. 7 pada kolom jembatan-XC18 dalam kondisi yang sama seperti analog yang disintesisnya. Hasil perbandingan disajikan (Gbr. 2).
Sintesis Fase Padat dari Peptida Kardioaktif yang Diisolasi dari Atria Babi
– – –
Beras. Gambar 4. Spektogram preparat sintesis (A) dan asli (B).
G.S. CHAILYAN Seperti dapat dilihat dari perbandingan kromatogram, analog sintesa dan peptida asli No. 7 identik dalam massa dan waktu pelepasan, yang menunjukkan identitas struktur dan urutan asam aminonya. Jadi, dengan menggunakan metode sintesis peptida fase padat dan dengan mempertimbangkan fitur struktural dari peptida yang dipelajari, kami berhasil memperoleh peptida yang homogen dan identik dengan yang terdiri dari 9 asam amino. Di masa depan, dengan jumlah obat yang cukup, kami berencana untuk melakukan serangkaian biotes untuk mengidentifikasi tidak hanya cara mengatur aktivitas jantung oleh peptida ini, tetapi juga mekanisme aksi pada organ dan sistem lain.
LITERATUR
Popova T.V., Srapionyan R.M., Galoyan A.A. Deteksi dan identifikasi di jantung banteng baru 1.
protein kardioaktif. Pertanyaan. sayang. Kimia, 37, 2, hal. 56-58, 1991.
Srapionyan R.M., Sahakyan S.A., Sahakyan F.M., Galoyan A.A. Isolasi dan karakterisasi2.
fragmen triptik kardioaktif dari protein pembawa neurohormon C. Neurokimia, 2, 3, hal. 263-271, 1983.
Srapionyan, R.M. Misirian, S.S. Pemisahan senyawa aktif korona dengan berat molekul rendah3.
otot jantung dengan kombinasi filtrasi gel dan elektroforesis gel poliakrilamida. Ahli biologi. majalah Armenia, 27, 10, 102-104, 1974.
4. Srapionyan, R.M. Popova, T.V. Galoyan, A.A. Distribusi kompleks protein kardioaktif di jantung berbagai hewan. Ahli biologi. majalah Armenia, 40, 7, 588-590, 1987.
5. Galoyan A. Regulasi Neurosekresi dan Hormon Sistem Hipotalamo-Neurohypophyseal, USSR, 1963.
6. Galoyan A.A. Biokimia Hormon Kardioaktif Novel dan Imunomodulator Sistem Fungsional Neurosecretory Hypothalamus, Endocrine Heart. Publikasi Sains p. 240, 1997.
7. Galoyan A.A., Besedovsky H. Handbook of Neurochemistry and Molecular Neurobiology, 3rd edition, Springer Publishers, 500 p., 2008.
8. Galoyan A.A., Neurosecretorycytokins Otak: Respon Kekebalan dan Kelangsungan Hidup Neuronal, VIII, 188 hal., 2004.
9. Galoyan A.A., Srapionyan R.M. Pemurnian protein koronarodilator yang diisolasi dari hipotalamus. dok. akad. NaukArm.SSR, 42, 4, hal. 210-213, 1966.
10. March J., kimia organik lanjutan Smith M. March. Diterbitkan oleh John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, hal. 133, 2007.
– – –
Karya serupa:
« RUMAH PENERBITAN MASYARAKAT "NAUKA" Moskow 1979 UDC 581.55:56.017 Plot n i k v VV Evolusi struktur komunitas tumbuhan. M.: Nauka, hal. 1979, 276 Tentang logam modern...»
“Izvestia dari Dana Museum. A.A. Brauner 2 Volume I 2004 Proceedings of the Museum Fund. A. A. Brauner Jilid I No. 2 Tahun 2004 Jurnal Ilmiah Didirikan pada Desember 2003 Terbit 4 kali dalam setahun Surat Tanda Registrasi Negara OD No. 913 tanggal 13/12/2003 Pendiri dan Penerbit ... "
Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia
Lembaga Pendidikan Otonomi Negara Federal Pendidikan Profesional Tinggi "Universitas Federal Ural dinamai Presiden pertama Rusia B.N. Yeltsin"
Departemen Teknologi Sintesis Organik
Abstrak dengan topik: “Prinsip dan metode sintesis fase padat. Sintesis peptida »
Dilakukan oleh mahasiswa gr. 300803
Shaikhutdinova A.I.
Diperiksa oleh Berseneva V.S.
Yekaterinburg 2013
1. Pendahuluan………………………………………………………………………3
2. Apa itu peptida? ............................................ ... ...................................................4
2.1. Struktur peptida………………………………………………………….5
2.2. Sintesis peptida…………………………………………………………….7
3. Sintesis fase padat peptida……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………
3.1. Metode Merrinfield………………………………………………………10
3.2. Substrat padat……………………………………………………….14
3.3. Pemilihan substrat………………………………………………………...14
3.4. Penghubung………………………………………………………………….16
4. Sintesis pertama hormon alami - oksitosin……………………….22
5. Sintesis insulin di dalam sel………………………………………………………..30
6. Kesimpulan…………………………………………………………………..34
7. Sastra…………………………………………………………………...35
pengantar
Dalam kimia organik, tidak ada reaksi tunggal yang dalam praktiknya memberikan hasil kuantitatif produk target dalam hal apa pun. Satu-satunya pengecualian tampaknya adalah pembakaran sempurna zat organik dalam oksigen pada suhu tinggi menjadi CO 2 dan H 2 O. Oleh karena itu, pemurnian produk target merupakan tugas yang kompleks dan memakan waktu. Misalnya, pemurnian 100% produk sintesis peptida merupakan masalah yang sulit dipecahkan. Memang, sintesis lengkap pertama dari peptida, hormon oksitosin (1953), yang hanya mengandung 8 residu asam amino, dianggap sebagai pencapaian luar biasa yang membawa penulisnya, V. du Vignot, Hadiah Nobel pada tahun 1955. Namun, di tahun berikutnya dua puluh tahun, sintesis polipeptida dengan kompleksitas ini berubah menjadi rutinitas, sehingga saat ini sintesis polipeptida yang terdiri dari 100 atau lebih residu asam amino tidak lagi dianggap sebagai tugas yang tidak dapat diatasi.
Tujuan pekerjaan: untuk membongkar dan menjelaskan: "Apa yang menyebabkan perubahan dramatis seperti itu di bidang sintesis polipeptida?"
Apa itu peptida?
Peptida adalah senyawa alami atau sintetismolekulyang dibangun dari sisa-sisaasam alfa-amino saling berhubungan oleh ikatan peptida (amida) C (O) NH. Mungkin mengandungmolekuljuga komponen non-asam amino (misalnya, residu)karbohidrat). Menurut jumlah residu asam amino dalammolekul peptida, membedakan antara dipeptida, tripeptida, tetrapeptida, dll. Peptida yang mengandung hingga 10 residu asam amino disebut oligopeptida, yang mengandung lebih dari 10 residu asam amino disebut polipeptida. polipeptidadengan berat molekul lebih dari 6 ribu disebutprotein.
Untuk pertama kalinya, peptida diisolasi dari hidrolisat protein enzimatik. Istilah "peptida" diusulkan oleh E. Fisher. Peptida sintetik pertama diperoleh oleh T. Curtius pada tahun 1881. E. Fisher pada tahun 1905 mengembangkan metode umum pertama untuk sintesis peptida dan mensintesis sejumlah oligopeptida dari berbagai struktur. Kontribusi saat ini untuk pengembangan kimia peptida dibuat oleh siswa E. Fischer E. Abdergalden, G. Leike, dan M. Bergman. Pada tahun 1932, Bergman dan L. Zervas menggunakan gugus benziloksikarbonil (gugus karbobenoksi) dalam sintesis peptida untuk melindungi gugus alfa-amino dari asam amino, yang menandai tahap baru dalam pengembangan sintesis peptida. Asam amino terproteksi N yang diperoleh (asam N-karbobenzoksiamino) banyak digunakan untuk memperoleh berbagai peptida, yang berhasil digunakan untuk mempelajari sejumlah masalah utama dalam kimia dan biokimia zat ini, misalnya untuk mempelajari spesifisitas substrat enzim proteolitik. Dengan menggunakan asam N-carbobenoxyamino, peptida alami (glutathione, carnosine, dll.) disintesis untuk pertama kalinya. Sebuah pencapaian penting di bidang ini dikembangkan pada awal 50-an. P. Vaughan dkk Sintesis peptida dengan metode anhidrida campuran.
Pada tahun 1953, V. Du Vigno mensintesis hormon peptida pertama, oksitosin. Berdasarkan konsep sintesis peptida fase padat yang dikembangkan oleh P. Merrifield pada tahun 1963, dibuat sintesis peptida otomatis. Metode untuk sintesis enzimatik terkontrol peptida telah dikembangkan secara intensif. Penggunaan metode baru memungkinkan untuk mensintesis hormon insulin, dll.
Kemajuan dalam kimia sintetik peptida disiapkan oleh kemajuan dalam pengembangan metode seperti pemisahan, pemurnian dan analisis peptida seperti kromatografi penukar ion, elektroforesis pada berbagai media, filtrasi gel, kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC), imunokimia analisis, dll. metode analisis kelompok akhir dan metode pembelahan peptida secara bertahap. Secara khusus, penganalisis asam amino otomatis dan perangkat otomatis untuk menentukan struktur utama peptida, yang disebut sekuenser, telah dibuat.
Ikatan peptida memiliki sifat ikatan rangkap parsial. Hal ini dimanifestasikan dalam penurunan panjang ikatan ini (0,132 nm) dibandingkan dengan panjang ikatan CN sederhana (0,147 nm). Sifat ikatan ganda sebagian dari ikatan peptida membuat substituen tidak mungkin berputar bebas di sekitarnya, sehingga gugus peptida itu planar dan biasanya memiliki konfigurasi trans (bentuk I). Dengan demikian, tulang punggung rantai peptida adalah serangkaian bidang kaku dengan sambungan ("berengsel") yang dapat digerakkan di tempat atom C asimetris berada (ditunjukkan dengan tanda bintang di bagian I).
Pembentukan preferensial konformer tertentu diamati dalam larutan peptida. Dengan pemanjangan rantai, elemen berurutan dari struktur sekunder memperoleh stabilitas yang lebih nyata (mirip dengan protein). Pembentukan struktur sekunder sangat khas untuk peptida biasa, khususnya untuk asam poliamino.
Properti
Oligopeptida memiliki sifat yang mirip dengan asam amino, polipeptida mirip dengan protein. Oligopeptida adalah, sebagai aturan, zat kristal yang terurai ketika dipanaskan sampai 200-300 0 C. Mereka mudah larut dalam air, asam encer dan alkali, dan hampir tidak larut dalam pelarut organik. Pengecualian adalah oligopeptida yang dibuat dari residu asam amino hidrofobik.
Oligopeptida memiliki sifat amfoter dan, tergantung pada keasaman medium, dapat berada dalam bentuk kation, anion, atau zwitterion. Pita serapan utama pada spektrum IR untuk gugus NH adalah 3300 dan 3080 cm -1 , untuk gugus C=O 1660 cm -1 . Pada spektrum UV, pita serapan gugus peptida berada pada daerah 180-230 nm. Titik isoelektrik (pI) peptida sangat bervariasi dan tergantung pada komposisi residu asam amino dalam molekul. Nilai pKa peptida adalah untuk a-COOH kira-kira. 3, untuk -H 2 kira-kira. delapan.
Sifat kimia oligopeptida ditentukan oleh gugus fungsi yang terkandung di dalamnya, serta oleh fitur ikatan peptida. Transformasi kimianya sebagian besar mirip dengan reaksi asam amino yang sesuai. Mereka memberikan reaksi biuret positif dan reaksi ninhidrin. Dipeptida dan turunannya (terutama ester) mudah disiklisasi, berubah menjadi diketopiperazin. Di bawah aksi 5,7 asam klorida normal, peptida dihidrolisis menjadi asam amino dalam waktu 24 jam pada 105 0 C.
Sintesis peptida
Dalam sintesis peptida, digunakan reaksi yang diketahui dari kimia organik untuk produksi amida dan metode yang dikembangkan secara khusus untuk sintesis peptida. Untuk keberhasilan implementasi sintesis ini, perlu untuk mengaktifkan gugus karboksil, yaitu. meningkatkan elektrofilisitas karbon karbonil. Hal ini dicapai dengan modifikasi kimia dari gugus karboksil asam amino. Jenis modifikasi tersebut biasanya menentukan nama metode sintesis peptida.
1. Metode klorida.
Metode ini didasarkan pada reaksi memperoleh amida dengan interaksi asam klorida dengan amina yang sesuai. Dengan cara inilah peptida pertama diperoleh. Saat ini, metode ini sangat jarang digunakan, karena disertai dengan pembentukan produk sampingan dan rasemisasi peptida.
2. Metode azida
Bahan awal dalam metode ini paling sering adalah etil ester dari asam amino yang dilindungi N, dari mana hidrazida diperoleh, yang terakhir diubah dengan natrium nitrit dengan adanya asam klorida menjadi asam azida. Hidrazin biasanya digunakan dalam reaksi, di mana salah satu nitrogen diblokir oleh gugus pelindung (gugus Z-karbobenoksi atau karbotretbutiloksi), yang memungkinkan untuk menghindari pembentukan dihidrazida samping. Azida berinteraksi dengan asam amino yang dilindungi C dalam kondisi ringan untuk membentuk peptida.
Rasemisasi dalam metode ini diminimalkan, tetapi reaksi samping dapat terjadi, yaitu: azida dapat menyusun ulang menjadi isosianat, yang pada gilirannya, ketika berinteraksi dengan alkohol yang digunakan sebagai pelarut, membentuk uretan.
3. Campuran anhidrida
Campuran asam amino anhidrida dengan turunan asam karbonat, diperoleh, misalnya, menggunakan isobutil klorokarbonat, telah menemukan aplikasi luas dalam sintesis peptida: 
Reaksi dalam sintesis ini dilakukan pada suhu rendah (-10..-20 C), agak cepat, yang secara signifikan mengurangi kemungkinan pembentukan produk sampingan dan rasemisasi. Sintesis bertahap peptida yang cepat menggunakan anhidrida campuran disebut sintesis REMA. Metode pembentukan menggunakan anhidrida campuran banyak digunakan dalam sintesis peptida fase padat.
Dengan demikian, melakukan sintesis peptida memerlukan pertimbangan dan pengamatan yang ketat terhadap faktor-faktor tertentu. Jadi, untuk mengurangi pembentukan produk sampingan dan rasemisasi, kondisi khas berikut untuk reaksi pembentukan ikatan peptida direkomendasikan:
1) proses harus dilakukan pada suhu rendah, waktu reaksi harus minimal;
2) massa reaksi harus memiliki pH mendekati netral;
3) basa organik seperti piperidin, morfolin, dll digunakan sebagai reagen pengikat asam;
4) melakukan reaksi diinginkan dalam media anhidrat.
Sintesis fase padat
Sintesis fase padat - pendekatan metodis untuk sintesis oligomer (polimer) menggunakan padatan yang tidak larut pembawa, yang merupakan polimer organik atau anorganik.
Pada awal 1960-an, pendekatan baru diusulkan untuk memecahkan masalah isolasi dan pemurnian yang timbul dalam sintesis peptida. Belakangan, penulis penemuan pendekatan ini, R.B. Merrifield, dalam Nobel Lecture-nya, menggambarkan bagaimana ini terjadi: “Suatu hari saya memiliki gagasan tentang bagaimana tujuan sintesis peptida yang lebih efisien dapat dicapai. Rencananya adalah untuk merakit rantai peptida selangkah demi selangkah, dengan rantai yang salah satu ujungnya melekat pada penyangga yang kokoh selama sintesis.” Akibatnya, isolasi dan pemurnian turunan peptida antara dan target direduksi menjadi penyaringan sederhana dan pencucian menyeluruh polimer padat untuk menghilangkan semua reagen berlebih dan produk samping yang tersisa dalam larutan. Operasi mekanis semacam itu dapat dilakukan secara kuantitatif, mudah distandarisasi, dan bahkan dapat diotomatisasi. Mari kita pertimbangkan prosedur ini secara lebih rinci.
SINTESIS FASA PADAT,
metodis pendekatan sintesis oligo(polimer)mer menggunakan pembawa padat tidak larut (N.), yang merupakan org. atau inorg. polimer. Artinya, ini didasarkan pada fakta bahwa tautan pertama oligomer masa depan terikat secara kovalen pada grup "jangkar" H., perpanjangan rantai dilakukan dengan monomer terlindung standar sesuai dengan skema yang biasa digunakan untuk sintesis dalam larutan. Untuk menyimpulkan. tahap sintesis. oligomer dibelah dari N. dan dimurnikan dengan metode yang sesuai. T. s. digunakan utama untuk mendapatkan polipeptida, oligonukleotida dan oligosakarida.
Selama sintesis polipeptida sebagai N. naib. kopolimer stirena dan 1-2% divinilbenzena banyak digunakan, dimodifikasi dengan memasukkan kelompok jangkar dimetoksibenzil klorida untuk menempelkan yang pertama (dengan gugus NH 2 yang dilindungi) pada terminal-C, misalnya:
Setelah penghilangan gugus pelindung-N, rantai polipeptida diperpanjang dengan metode standar sintesis peptida dalam larutan (lihat. peptida). Sebagai agen kondensasi, Naib. sering menggunakan atau mengubah asam amino menjadi aktivator. eter.
Dalam sintesis oligonukleotida, gelas berpori makro atau digunakan sebagai N.. Gugus jangkar adalah gugus karboksil, terpisah dari N. spec. "kaki", misalnya:
Basa B-purin atau pirimidat
Pada tahap pertama, nukleosida melekat pada pembawa pada gugus 3"-hidroksil deoksiribosa, di mana gugus hidroksil pada posisi 5" dilindungi oleh gugus dimetoksitritil (CH 3 OS 6 H 4) 2 (C 6 H 5) C (DMTr ); jumlah yang terakhir setelah pemisahan mudah diukur secara spektrofotometri, yang berfungsi sebagai kuantitas. karakteristik pemuatan pembawa dan memungkinkan Anda untuk mengevaluasi hasil pada tahap selanjutnya dalam membangun rantai oligonukleotida. Setelah penghapusan gugus DMTr, rantai dirakit menggunakan phosphitamides (bentuk I; M. Kapozers, 1980) atau phosphonates (hydrophosphonates) (II; R. Stremberg, 1986):
Untuk implementasi T. dengan. hasil tinggi (pada tingkat 96-99%) diperlukan di setiap tahap distrik, serta metode pemurnian dan isolasi synthesizer yang efektif. koneksi.
Penggunaan fase padat memungkinkan untuk menyederhanakan dan mempercepat secara signifikan setiap tahap pertumbuhan rantai oligomer, karena pemisahan komponen berlebih, zat kondensasi, dan produk sampingan dalam larutan dicapai dengan menyaring reaksi. campuran dan mencuci N. dengan seperangkat solusi yang sesuai. Dengan demikian, proses perakitan rantai oligomer dipecah menjadi beberapa operasi standar: melepaskan ujung rantai yang tumbuh, memberi dosis pada monomer terlindung dan zat kondensasi berikutnya, memasukkan campuran ini ke kolom N. untuk waktu yang dihitung, dan mencuci keluarkan N. dengan pelarut yang sesuai. Siklus membangun link monomer m.b. otomatis.
Di jantung otomatis pesta synthesizer adalah diagram sirkuit umum (lihat Gambar.). Banyak sekali model synthesizer berbeda dalam desain kolom dan jumlahnya, metode penyediaan reagen dan pelarut, dll. Kontrol dan pemrograman dilakukan menggunakan komputer built-in atau remote.
Diagram skema perangkat otomatis. pesta synthesizer (garis kontrol listrik ditunjukkan oleh garis putus-putus): 1 - jalur suplai monomer (M 1, M n) dan zat kondensasi (CA); 2-baris untuk suplai reagen (misalnya, oksidator, agen asilasi, to-t, dll.) dan p-pelarut (P 1, P n); 3 - beralih katup; 4 kolom dengan media, dilengkapi dengan mendistribusikan. katup; 5-fotometrik sel; 6 meter; 7-kontrol dan unit pemrograman; 8-display.
Kemungkinan potensial T. e. ditunjukkan oleh sintesis A (R. Merrifield, 1969) dan hormon pertumbuhan manusia (D. Yamashiro, 1970) dengan panjang masing-masing 124 dan 183 asam amino. Namun, karena rasemisasi kecil tapi konstan yang terjadi selama pembentukan ikatan peptida, synthesizer. memiliki biol rendah. aktivitas, jadi otomatis. synthesizer digunakan oleh Ch. arr. untuk mendapatkan polipeptida pendek (10-30 tautan), termasuk untuk sintesis protein preparatif (1g).
Artinya, diusulkan dan dipraktekkan oleh Merrifield (1962) untuk sintesis polipeptida, dan kemudian diperluas ke sintesis oligonukleotida (R. Letzinger, 1964) dan oligosakarida (A. Patchornik, 1973).
Ada aspek penting lain dari penggunaan N. untuk melaksanakan pl. organisasi p-tion (, halogenasi, dll.). Dalam hal ini, yang dimodifikasi N. bertindak sebagai reagen atau katalis polimer, dan semua transformasi substrat terjadi dalam larutan. Misalnya, p-tion ROP (O) (OH) 2 fosfat dengan alkohol dilakukan dengan menggunakan polistirena ikatan silang yang dimodifikasi dengan gugus sulfoklorida sebagai zat kondensasi.
Lit.: Kimia polipeptida, trans. dari bahasa Inggris, M., 1977; Reaksi yang didukung polimer dalam sintesis organik, ed. oleh P. Hodge, D.C. Sherington, Chichester, 1980; Sintesis oligonukleotida, Pendekatan praktis. Cuci., 1984. B.K. Potapov.
ensiklopedia kimia. - M.: Ensiklopedia Soviet. Ed. I.L. Knunyants. 1988 .
Lihat apa itu "SINTESIS SOLID-FASE" di kamus lain:
sintesis fase padat- Teknik kimia kombinatorial untuk sintesis beragam senyawa, yang menggunakan penyangga padat untuk memisahkan senyawa selama sintesis, sehingga menyederhanakan identifikasi senyawa yang dihasilkan)
