Sinteza combinatorie poate fi efectuată nu numai în soluție (sinteză în fază lichidă), ci și pe suprafața unei faze solide inerte chimic. În acest caz, primul material de pornire este „atașat” chimic la grupările funcționale de pe suprafața purtătorului polimeric (cel mai adesea, se utilizează o legătură esterică sau amidă) și tratat cu o soluție din a doua materie primă, care este luată. într-un exces semnificativ astfel încât reacţia să se ducă la sfârşit. Există o anumită comoditate în această formă de reacție, deoarece tehnica de izolare a produselor este facilitată: polimerul (de obicei sub formă de granule) este pur și simplu filtrat, spălat bine de resturile celui de-al doilea reactiv și compusul țintă. este scindată chimic din acesta.
În chimia organică, nu există o singură reacție care să ofere în practică randamente cantitative ale produselor țintă în orice caz. Singura excepție pare să fie arderea completă a substanțelor organice în oxigen la temperatură ridicată la CO 2 și H 2 O. Prin urmare, purificarea produsului țintă este întotdeauna o sarcină indispensabilă și, adesea, cea mai dificilă și mai consumatoare de timp. O sarcină deosebit de dificilă este izolarea produselor sintezei peptidelor, de exemplu, separarea unui amestec complex de polipeptide. Prin urmare, în sinteza peptidelor, metoda de sinteză pe un substrat polimer solid, dezvoltată la începutul anilor 1960 de R. B. Merifield, a devenit cea mai utilizată.
Purtătorul polimeric din metoda Merrifield este un polistiren granular reticulat care conține grupări clormetil în inele benzenice, care sunt linkeri care leagă suportul la primul rest de aminoacid al polipeptidei. Aceste grupări transformă polimerul într-un analog funcțional al clorurii de benzii și îi conferă capacitatea de a forma cu ușurință legături esterice la reacția cu anioni carboxilați. Condensarea unei astfel de rășini cu aminoacizi N-protejați duce la formarea esterilor benzilici corespunzători. Îndepărtarea N-protecției de la dă un derivat C-protejat al primului aminoacid legat covalent la polimer. Aminoacilarea grupării amino eliberate cu derivatul N-protejat al celui de-al doilea aminoacid, urmată de îndepărtarea N-protecției, are ca rezultat un derivat dipeptidic similar legat și de polimer:
Un astfel de ciclu în două etape (deprotejare - aminoacilare) poate fi, în principiu, repetat de câte ori este necesar pentru a construi un lanț polipeptidic de o lungime dată.
Dezvoltarea ulterioară a ideilor lui Merifield a vizat în primul rând căutarea și crearea de noi materiale polimerice pentru substraturi, dezvoltarea metodelor de separare a produselor și crearea de instalații automate pentru întregul ciclu de sinteză a polipeptidelor.
Eficacitatea metodei Merifield a fost demonstrată prin sinteza cu succes a unui număr de polipeptide naturale, în special a insulinei. În special, avantajele sale au fost demonstrate în mod clar pe exemplul sintezei enzimei ribonucleaze. Deci, de exemplu, cu prețul unor eforturi considerabile, de-a lungul mai multor ani, Hirschman și 22 de angajați au realizat sinteza enzimei ribonucleaze (124 de resturi de aminoacizi) folosind metode tradiționale în fază lichidă. Aproape simultan, aceeași proteină a fost obținută prin sinteza automată în fază solidă. În al doilea caz, sinteza, care a inclus un total de 11.931 de operații diferite, inclusiv 369 de reacții chimice, a fost efectuată de doi participanți (Gatte și Merrifield) în doar câteva luni.
Ideile lui Merrifield au servit drept bază pentru crearea diferitelor metode pentru sinteza combinatorie a bibliotecilor de polipeptide cu diferite structuri.
Astfel, în 1982, a fost propusă o strategie originală pentru sinteza paralelă în mai multe etape a peptidelor pe faza solidă, cunoscută sub numele de „metoda divizării” ( Despică- scindare, separare) sau metoda „mix and split” (Fig. 3). Esența sa este următoarea. Să presupunem că din trei aminoacizi (A, B și C) trebuie să obțineți toate combinațiile posibile de tripeptide. Pentru a face acest lucru, granulele unui purtător polimer solid (P) sunt împărțite în trei părți egale și tratate cu o soluție a unuia dintre aminoacizi. În acest caz, toți aminoacizii sunt legați chimic de suprafața polimerului printr-una dintre grupele lor funcționale. Polimerii obținuți de trei grade sunt bine amestecați, iar amestecul este din nou împărțit în trei părți. Apoi fiecare parte, care conține toți cei trei aminoacizi în cantități egale, este din nou tratată cu unul dintre aceiași trei aminoacizi și se obțin nouă dipeptide (trei amestecuri de trei produse fiecare). O altă amestecare, împărțire în trei părți egale și tratare cu aminoacizi dă cele 27 de tripeptide dorite (trei amestecuri de nouă produse) în doar nouă etape, în timp ce obținerea lor separat ar necesita o sinteză de 27 × 3 = 81 de etape.
"Biolog. revistă Armenia, 1 (65), 2013 SINTEZĂ ÎN FAZĂ SOLIDĂ A PEPTIDEI CARDIACO-ACTIVE IZOLATĂ DIN PORC ATRIUM G.S. Institutul de Biochimie CHAILYAN. Bunyatyan NAS RA..."
Articole experimentale și teoretice
Articole experimentale și teoretice
Biolog. revistă Armenia, 1 (65), 2013
SINTEZĂ ÎN FAZĂ SOLIDĂ A PEPTIDELOR CARDIACĂ,
IZOLAT DIN ATRIUL PORCULUI
G.S. CHAILYAN
Institutul de Biochimie. Bunyatyan NAS RA
Pentru a continua cercetările acad. Galoyan, am efectuat o serie de experimente pentru a izola, purifica și determina orientarea biologică a compușilor peptidici nou izolați din atriile și părțile auriculare ale inimii porcului. Pentru efectuarea biotestelor a fost necesar să se obțină cantități preparative din probele studiate. Pentru a face acest lucru, am folosit metoda de sinteză în fază solidă a peptidelor cu modificarea ulterioară a acesteia. Puritatea și identitatea preparatelor sintetizate au fost verificate prin cromatografie lichidă de înaltă performanță și analiză spectrală de masă.
Sinteză în fază solidă - fmoc-aminoacizi - HPLC - fenilizotiocianat - analiză spectrală de masă:
fmoc- – – Pentru studii ulterioare stabilite de Galoyan, au fost efectuate o serie de experimente privind izolarea, purificarea și determinarea direcției biologice a peptidelor izolate din atrii de porci. Pentru realizarea biotestelor a fost necesară cantitatea preparativă de probe. A fost utilizată o metodă modificată de sinteză a peptidelor în fază solidă. Puritatea și identitatea peptidei sintetizate au fost definite prin HPLC și analiza spectrală de masă.
Sinteză în fază solidă – cromatografie lichidă de înaltă performanță – spectrometrie de masă – fmoc-aminoacizi – cardiopeptide – atrii Galoyan și colaboratorii au studiat modalitățile de reglare și mecanismele de acțiune ale neurohormonilor hipotalamici asupra diferitelor procese din organism.
Confirmarea ideii de funcționare interconectată, interdependentă, integrală a unui astfel de sistem precum hipotalamus - glanda pituitară - glandele suprarenale a fost un punct de cotitură în endocrinologie. Completarea acestui concept SINTEZA IN FAZĂ SOLIDA A UNEI PEPTIDE CARDIAC ACTIVE IZOLATĂ DIN ATRIUL PORCULUI a triadei tual propuse de Galoyan privind interacțiunea hipotalamus-glanda pituitară
– inima, este o realizare științifică uriașă. Ulterior, a fost descoperit un nou tesut-tinta-inima, a fost demonstrata capacitatea acestui organ de a controla functionarea unor peptide specifice, precum si existenta unui mecanism de feedback intre hipotalamus si inima prin intermediul acestor peptide.
Descoperirea compușilor cardioactivi - neurohormonul K, C, G și o serie de alții în hipotalamusul diferitelor animale a servit drept început de lucru nu numai pentru studiul mecanismelor moleculare de acțiune a acestor neurohormoni, ci și pentru căutarea. pentru compuși similari din inimă. Baza pentru un studiu cuprinzător al proprietăților biochimice și fizico-chimice ale principiilor cardioactive au fost datele privind prezența a 2 compuși cardioactivi în mușchiul inimii. Participarea neurohormonului „C” la reglarea proceselor glicolitice și a nivelului nucleotidelor ciclice a fost stabilită prin inhibarea cAMP PDE, protein kinazei dependente de cAMP etc. S-a dovedit că acest compus are greutate moleculară mică și aparține glicopeptidelor.
În Laboratorul de Cromatografie Analitică și Sinteză Peptide s-au desfășurat lucrări privind izolarea și purificarea compușilor peptidici din zonele atriale și auriculare ale inimii porcului. În timpul separării fracțiilor peptidice prin HPLC preparativă, am izolat și purificat până la o stare omogenă 20 de compuși de natură peptidică. Pentru a determina focalizarea biologică, toate preparatele au fost testate pentru modificări ale componentelor ECG la șobolani. Rezultatele experimentelor au arătat că 7 compuși au factori versatili de influență asupra anumitor componente ale ECG.
Peptida nr. 7 a prezentat cea mai mare activitate în modificarea amplitudinii componentei R, a duratei complexului QRS, a amplitudinii S și a altor parametri.
Pentru a studia mecanismele biologice de acțiune ale acestui medicament, a devenit necesar să existe o cantitate mare de probă de testat. Datorită faptului că procesul de izolare și purificare a produselor biologice este extrem de ineficient, laborios, consumator de timp și nu poate oferi o reproductibilitate bună, a devenit extrem de important să se realizeze sinteza chimică a acestui medicament. Analizând literatura mondială în domeniul sintezei chimice a peptidelor, am ajuns la concluzia că cea mai optimă pentru noi este metoda de sinteză în fază solidă folosind aminoacizi protejați cu fmoc. Descoperită în 1984, sinteza peptidelor în fază solidă are multe avantaje față de sinteza convențională în ceea ce privește eficiența, precum și procesarea și purificarea convenabilă.
Folosind mai multe metode diferite: hidroliza acestui medicament, modificarea aminoacizilor cu fenilizotiocianat, am obținut compoziția de aminoacizi a peptidei nr. 7. Folosind datele analizelor spectrale de masă și RMN, degradarea Edmon, am putut obține nu numai compoziția de aminoacizi, ci și secvența de aminoacizi a peptidei nr. 7.
Phe-Val-Pro-Ala-Met-Gly-Ile-Arg-Pro Un proces eficient de sinteză în fază solidă depinde în mare măsură de alegerea corectă a diferitelor condiții pentru implementarea sa, cum ar fi alegerea rășinii, solventului și cinetica de sinteză. Aceste variabile afectează gradul de umflare a rășinii și asocierea acesteia cu aminoacizii, numărul de situsuri de legare, care afectează în cele din urmă sinteza peptidei în ansamblu. Am adaptat procesul de sinteză în fază solidă în raport cu peptidele studiate, ținând cont de particularitățile secvenței lor de aminoacizi.
G.S. CHAILYAN Material și metode. Toți reactivii, solvenții și rășinile folosite sunt de la Advanced Chem Techcompany. Am folosit grupări fmoc pentru a proteja capătul N-terminal al aminoacizilor în timpul sintezei și dimetilformamidă (DMF) ca solvent pe toată durata sintezei. Am folosit ca substrat rășină 2-clortritil acid-labilă. Îndepărtarea grupărilor protectoare fmoc a fost efectuată folosind o soluție de piperidină în DMF.
Foarte importantă în procesul de sinteză este aterizarea primului aminoacid pe rășină. Două grame de rășină 2CI-Trt au fost turnate într-o seringă de 10 ml. DMF a fost aspirat în seringă, rășina a fost lăsată să se umfle timp de 15 minute. După aceea, DMF a fost spălat. Apoi, o soluție din primul aminoacid (fmoc-Pro) și un activator de reacție (DIPEA) au fost introduse în seringă într-un raport de 1 RĂȘINA/1,2 FMOC-PRO/4DIPEA. Reacția de plantare a primului aminoacid a durat 3 ore.O condiție foarte importantă pentru sinteza este absența linkenților liberi după plantarea primului aminoacid, prin urmare, după legarea de primul aminoacid, rășina a fost tratată cu un amestec de metilen, DIPEA (diizopropiletilamină) și DMF în raport de 80DMF/15MEOH/5DIPEA pentru a bloca eventualele capete libere rămase. După aceea, rășina a fost spălată cu DMF de 5 ori timp de 5 minute. Apoi, aminoacizii au fost deblocați cu o soluție 30% de piperidină în DMF de 8 ori timp de 5 minute. După aceea, rășina a fost spălată cu DMF de 5 ori timp de 5 minute. Acest ciclu a fost repetat pe parcursul sintezei peptidei. După fiecare etapă de adăugare și deprotejare a aminoacizilor, controlul progresului reacției a fost verificat prin testul Kaiser, care este reacția ninhidrinei cu o grupare amino liberă pentru a forma o culoare albastru închis caracteristic. Datorită acestui test, a devenit posibil controlul pas cu pas al reacțiilor de încărcare și deblocare a aminoacizilor.
Purificarea și controlul peptidei sintetizate nr.7 au fost efectuate pe un sistem HPLC preparativ cu 2 componente de la Waters (SUA). Un injector Rheodyne cu un volum de buclă de 500 ul a fost utilizat pentru a injecta proba. Detectarea a fost efectuată în intervalul 190-360 nm. Am folosit o coloană „Symmetry Si-100 C18” (4,6x250 mm) pentru HPLC cu fază inversă. Debitul a fost de 50 ml/min. S-a utilizat un sistem de eluent gradient H2O/ACN/TFA (98/2/0,1)/(0,100,0,1). Timp de analiză 15 min. Recromatografia a fost efectuată pe un sistem analitic Knauer HPLC. A fost utilizată o coloană XbridgeC18 (2,6x150 mm). Detectarea a fost efectuată la 214 nm.
Pentru confirmarea datelor obținute, preparatul sintetizat a fost supus analizei spectrale de masă pe CSU „Spectrometrie analitică”.
Rezultate si discutii. Datele obținute pe cromatogramă sugerează că puritatea peptidei sintetizate nr. 7 după purificare este mai mare de 99,6% (Fig. 1).
– – –
Am efectuat o analiză cromatografică comparativă a peptidei native nr. 7 pe o coloană X-bridgeC18 în aceleași condiții ca și analogul său sintetizat. Sunt prezentate rezultatele comparației (Fig. 2).
Sinteza în fază solidă a unei peptide cardioactive izolate din atria de porc
– – –
Orez. Fig. 4. Spectrogramele preparatelor sintetizate (A) și native (B).
G.S. CHAILYAN După cum se poate observa din compararea cromatogramelor, analogul sintetizat și peptida nativă nr. 7 sunt identice ca masă și timp de eliberare, ceea ce indică identitatea structurilor lor și secvența de aminoacizi. Astfel, folosind metoda sintezei peptidelor în fază solidă și ținând cont de caracteristicile structurale ale peptidei studiate, am reușit să obținem o peptidă omogenă și identică cu cea nativă formată din 9 aminoacizi. Pe viitor, având o cantitate suficientă de medicament, intenționăm să efectuăm o serie de biotesturi pentru a identifica nu numai modalitățile de reglare a activității cardiace de către această peptidă, ci și mecanismele de acțiune asupra altor organe și sisteme.
LITERATURĂ
Popova T.V., Srapionyan R.M., Galoyan A.A. Detectarea și identificarea în inima unui taur nou 1.
proteine cardioactive. Întrebare. Miere. Chimie, 37, 2, p. 56-58, 1991.
Srapionyan R.M., Sahakyan S.A., Sahakyan F.M., Galoyan A.A. Izolarea și caracterizarea 2.
fragment cardioactiv triptic al proteinei purtătoare a neurohormonului C. Neurochimie, 2, 3, p. 263-271, 1983.
Srapionyan, R.M. Misiryan, S.S. Separarea compușilor corona activi cu greutate moleculară mică 3.
mușchiului cardiac printr-o combinație de filtrare pe gel și electroforeză pe gel de poliacrilamidă. Biolog. revistă Armenia, 27, 10, 102-104, 1974.
4. Srapionyan, R.M. Popova, T.V. Galoyan, A.A. Distribuția complexelor de proteine cardioactive în inima diferitelor animale. Biolog. revistă Armenia, 40, 7, 588-590, 1987.
5. Galoyan A. Reglarea neurosecreției și hormonilor sistemului hipotalamo-neurohipofizar, URSS, 1963.
6. Galoyan A.A. Biochimia noilor hormoni cardioactivi și imunomodulatori ai sistemului funcțional hipotalamus neurosecretor, inimă endocrină. Science Publ. p. 240, 1997.
7. Galoyan A.A., Besedovsky H. Handbook of Neurochemistry and molecular Neurobiology, ediția a 3-a, Springer Publishers, 500 p., 2008.
8. Galoyan A.A., Brain Neurosecretorycytokins: Immune Response and Neuronal Survival, VIII, 188 p., 2004.
9. Galoyan A.A., Srapionyan R.M. Purificarea proteinelor coronarodilatatoare izolate din hipotalamus. Dokl. Akad. NaukArm.SSR, 42, 4, p. 210-213, 1966.
10. March J., Smith M. March's advanced organic chemistry. Publicat de John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, p. 133, 2007.
– – –
Lucrări similare:
« EDITURA COMUNITĂȚILOR „NAUKA” Moscova 1979 UDC 581.55:56.017 Plot n i k v VV Evoluția structurii comunităților de plante. M.: Nauka, p. 1979, 276 Despre metalul modern...»
„Izvestia Fondului Muzeal. A.A.Brauner №2 Volumul I 2004 Actele Fondului Muzeal. A. A. Brauner Volumul I Nr. 2 2004 Revista științifică Înființată în decembrie 2003 Publicat de 4 ori pe an Certificat de înregistrare de stat OD nr.
Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse
Instituția de învățământ autonomă de stat federală de învățământ profesional superior „Universitatea Federală Ural numită după primul președinte al Rusiei B.N. Elțin”
Departamentul de Tehnologia Sintezei Organice
Rezumat pe tema: „Principii și metode de sinteză în fază solidă. Sinteza peptidelor »
Realizat de elevul gr. Х-300803
Shaikhutdinova A.I.
Verificat de Berseneva V.S.
Ekaterinburg 2013
1. Introducere……………………………………………………………………………………………3
2. Ce sunt peptidele? ............................................. ... .................................................4
2.1. Structura peptidelor…………………………………………………………………….5
2.2. Sinteza peptidelor……………………………………………………………………….7
3. Sinteza în fază solidă a peptidelor…………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………
3.1. Metoda Merrinfield………………………………………………………10
3.2. Substratul solid………………………………………………………………….14
3.3. Selectarea substratului……………………………………………………………..14
3.4. Legători………………………………………………………………….16
4. Prima sinteza a unui hormon natural - oxitocina…………….22
5. Sinteza insulinei în celulă……………………………………………………..30
6. Concluzie………………………………………………………………………………..34
7. Literatură………………………………………………………………………..35
Introducere
În chimia organică, nu există o singură reacție care să ofere în practică randamente cantitative ale produselor țintă în orice caz. Singura excepție este, aparent, arderea completă a substanțelor organice în oxigen la temperatură ridicată la CO 2 și H 2 O. Prin urmare, purificarea produsului țintă este o sarcină complexă și consumatoare de timp. De exemplu, purificarea 100% a produselor de sinteză a peptidelor este o problemă insolubilă. Într-adevăr, prima sinteză completă a unei peptide, hormonul oxitocina (1953), care conține doar 8 resturi de aminoacizi, a fost considerată o realizare remarcabilă care i-a adus autorului său, V. du Vignot, Premiul Nobel în 1955. Cu toate acestea, în următorul douăzeci de ani, sinteza polipeptidelor de această complexitate s-a transformat în rutină, astfel că în prezent sinteza polipeptidelor formate din 100 sau mai multe resturi de aminoacizi nu mai este considerată o sarcină de netrecut.
Scopul lucrării: dezasamblarea și explicarea: „Ce a provocat schimbări atât de dramatice în domeniul sintezei polipeptidelor?”
Ce sunt peptidele?
Peptidele sunt compuși naturali sau sinteticimoleculecare sunt construite din resturialfa-aminoacizi interconectați prin legături peptidice (amide) C (O) NH. Poate conține înmoleculăde asemenea, o componentă non-aminoacid (de exemplu, un reziduucarbohidrati). După numărul de reziduuri de aminoacizi dinmolecule peptide, distinge între dipeptide, tripeptide, tetrapeptide etc. Peptidele care conțin până la 10 resturi de aminoacizi sunt numite oligopeptide, cele care conțin mai mult de 10 resturi de aminoacizi sunt numite polipeptide. polipeptidecu o greutate moleculară mai mare de 6 mii sunt numiteproteine.
Pentru prima dată, peptidele au fost izolate din hidrolizate de proteine enzimatice. Termenul „peptide” a fost propus de E. Fisher. Prima peptidă sintetică a fost obținută de T. Curtius în 1881. E. Fisher până în 1905 a dezvoltat prima metodă generală pentru sinteza peptidelor și a sintetizat un număr de oligopeptide cu diferite structuri. Contribuția actuală la dezvoltarea chimiei peptidelor a fost făcută de studenții lui E. Fischer E. Abdergalden, G. Leike și M. Bergman. În 1932, Bergman și L. Zervas au folosit grupa benziloxicarbonil (grupa carbobenoxi) în sinteza peptidelor pentru a proteja grupările alfa-amino ale aminoacizilor, ceea ce a marcat o nouă etapă în dezvoltarea sintezei peptidelor. Aminoacizii N-protejați obținuți (N-carbobenzoxiaminoacizi) au fost utilizați pe scară largă pentru a obține diferite peptide, care au fost utilizate cu succes pentru a studia o serie de probleme cheie în chimia și biochimia acestor substanțe, de exemplu, pentru a studia specificitatea substratului enzime proteolitice. Cu utilizarea N-carbobenoxiaminoacizilor, au fost sintetizate pentru prima dată peptide naturale (glutation, carnozină etc.). O realizare importantă în acest domeniu a fost dezvoltată la începutul anilor '50. P. Vaughan et al.Sinteza peptidelor prin metoda anhidridei mixte.
În 1953, V. Du Vigno a sintetizat primul hormon peptidic, oxitocina. Pe baza conceptului de sinteză a peptidelor în fază solidă dezvoltat de P. Merrifield în 1963, au fost create sintetizatoare automate de peptide. Au fost dezvoltate intens metode pentru sinteza enzimatică controlată a peptidelor. Utilizarea de noi metode a făcut posibilă sintetizarea hormonului insulină etc.
Progresele în chimia sintetică a peptidelor au fost pregătite de progresele în dezvoltarea unor astfel de metode pentru separarea, purificarea și analiza peptidelor precum cromatografia cu schimb de ioni, electroforeza pe diferite medii, filtrarea pe gel, cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC), imunochimia. analiză etc. metode de analiză a grupului final și metode de scindare treptată a peptidelor. În special, au fost create analizoare automate de aminoacizi și dispozitive automate pentru determinarea structurii primare a peptidelor, așa-numitele secvențiere.
Legătura peptidică are proprietățile unei legături parțial duble. Aceasta se manifesta printr-o scadere a lungimii acestei legaturi (0,132 nm) fata de lungimea unei legaturi simple C N (0,147 nm). Natura parțial dublu legată a legăturii peptidice face imposibil ca substituenții să se rotească liber în jurul acesteia, astfel încât gruparea peptidică este plană și are de obicei o configurație trans (forma I). Astfel, coloana vertebrală a lanțului peptidic este o serie de planuri rigide cu o articulație mobilă („articulată”) în locul în care se află atomii de C asimetrici (indicate printr-un asterisc în secțiunea I).
Formarea preferenţială a anumitor conformeri se observă în soluţiile de peptide. Odată cu alungirea lanțului, elementele ordonate ale structurii secundare dobândesc o stabilitate mai pronunțată (asemănătoare cu proteinele). Formarea unei structuri secundare este tipică în special pentru peptidele obișnuite, în special pentru poliaminoacizi.
Proprietăți
Oligopeptidele sunt similare ca proprietăți cu aminoacizii, polipeptidele sunt similare cu proteinele. Oligopeptidele sunt, de regulă, substanțe cristaline care se descompun atunci când sunt încălzite la 200-300 0 C. Sunt ușor solubile în apă, acizi diluați și alcalii și aproape insolubile în solvenți organici. Excepție fac oligopeptidele construite din reziduuri de aminoacizi hidrofobe.
Oligopeptidele au proprietăți amfotere și, în funcție de aciditatea mediului, pot exista sub formă de cationi, anioni sau zwitterioni. Principalele benzi de absorbție din spectrul IR pentru grupa NH sunt 3300 și 3080 cm -1 , pentru grupa C=O 1660 cm -1 . În spectrul UV, banda de absorbție a grupului peptidic este în regiunea 180-230 nm. Punctul izoelectric (pI) al peptidelor variază foarte mult și depinde de compoziția reziduurilor de aminoacizi din moleculă. Valorile pKa ale peptidelor sunt pentru a-COOH aprox. 3, pentru -H 2 cca. opt.
Proprietățile chimice ale oligopeptidelor sunt determinate de grupele funcționale conținute în acestea, precum și de caracteristicile legăturii peptidice. Transformările lor chimice sunt în mare măsură similare cu reacțiile corespunzătoare ale aminoacizilor. Ele dau o reacție pozitivă a biuretului și o reacție a ninhidrinei. Dipeptidele și derivații lor (în special esterii) sunt ușor de ciclizat, transformându-se în dicetopiperazine. Sub acțiunea acidului clorhidric 5,7 normal, peptidele sunt hidrolizate la aminoacizi în 24 de ore la 105 0 C.
Sinteza peptidelor
În sinteza peptidelor se folosesc reacții cunoscute din chimia organică pentru prepararea amidelor și metode special dezvoltate pentru sinteza peptidelor. Pentru implementarea cu succes a acestor sinteze, este necesară activarea grupării carboxil, adică. crește electrofilitatea carbonilului. Acest lucru se realizează prin modificarea chimică a grupării carboxil a aminoacizilor. Tipul unei astfel de modificări determină de obicei numele metodei de sinteză a peptidelor.
1. Metoda clorurii acide.
Metoda se bazează pe reacția de obținere a amidelor prin interacțiunea clorurilor acide cu aminele corespunzătoare. În acest fel au fost obținute primele peptide. În prezent, această metodă este folosită extrem de rar, deoarece este însoțită de formarea de produse secundare și racemizarea peptidelor.
2. Metoda azidei
Materialul de pornire în această metodă este cel mai adesea esterul etilic al unui aminoacid N-protejat, din care se obține hidrazida, aceasta din urmă este transformată cu azotat de sodiu în prezența acidului clorhidric în azidă acidă. Hidrazina este de obicei utilizată în reacție, în care unul dintre azotați este blocat de o grupare protectoare (grupa Z-carbobenoxi sau carboretbutiloxi), ceea ce face posibilă evitarea formării dihidrazidelor laterale. Azidele interacționează cu aminoacizii protejați de C în condiții blânde pentru a forma peptide.
Racemizarea în această metodă este minimizată, dar pot apărea reacții secundare și anume: azidele se pot rearanja în izocianați, care la rândul lor, atunci când interacționează cu un alcool folosit ca solvent, formează uretani.
3. Anhidride mixte
Anhidridele de aminoacizi amestecate cu derivați de acid carbonic, obținute, de exemplu, folosind clorocarbonat de izobutil, au găsit o largă aplicație în sinteza peptidelor: 
Reacția în această sinteză se efectuează la o temperatură scăzută (-10..-20 C), destul de rapid, ceea ce reduce semnificativ posibilitatea formării subproduselor și racemizării. Sinteza rapidă în trepte a peptidelor folosind anhidride mixte se numește sinteza REMA. Metodele de formare folosind anhidride mixte sunt utilizate pe scară largă în sinteza în fază solidă a peptidelor.
Astfel, realizarea sintezei peptidelor necesită luarea în considerare și respectarea strictă a anumitor factori. Deci, pentru a reduce formarea subproduselor și racemizarea, se recomandă următoarele condiții tipice pentru desfășurarea reacției de formare a legăturii peptidice:
1) procesul trebuie efectuat la temperaturi scăzute, timpul de reacție trebuie să fie minim;
2) masa de reacție trebuie să aibă un pH apropiat de neutru;
3) bazele organice precum piperidină, morfolina etc. sunt utilizate ca reactivi de legare a acizilor;
4) realizarea reacţiei este de dorit în mediu anhidru.
Sinteză în fază solidă
Sinteza în fază solidă - o abordare metodică a sintezei oligomerilor (polimeri) folosind solid insolubil purtător, care este un polimer organic sau anorganic.
La începutul anilor 1960, a fost propusă o nouă abordare pentru a rezolva problemele de izolare și purificare apărute în sinteza peptidelor. Ulterior, autorul descoperirii acestui demers, R.B. Merrifield, în prelegerea sa Nobel, a descris cum s-a întâmplat acest lucru: „Odată am avut o idee despre cum ar putea fi atins obiectivul unei sinteze mai eficiente a peptidelor. Planul a fost asamblarea lanțului de peptide în etape, lanțul având un capăt atașat de un suport solid în timpul sintezei.” Ca rezultat, izolarea și purificarea derivaților peptidici intermediari și țintă au fost reduse la o simplă filtrare și spălare minuțioasă a polimerului solid pentru a îndepărta toți reactivii în exces și produsele secundare rămase în soluție. O astfel de operație mecanică poate fi realizată cantitativ, ușor de standardizat și poate fi chiar automatizată. Să luăm în considerare această procedură mai detaliat.
SINTEZĂ FAZĂ SOLIDĂ,
metodic abordare a sintezei de oligo(polimeri)mere folosind un purtător solid insolubil (N.), care este un org. sau inorg. polimer. Adică, se bazează pe faptul că prima legătură a viitorului oligomer este atașată covalent la gruparea „ancoră” H., extensia lanțului se realizează cu monomeri protejați standard conform schemelor uzuale utilizate pentru sinteza în soluții. A concluziona. etapa de sinteză. oligomerul este scindat din N. şi purificat prin metode adecvate. T. s. folosit în principal pentru a obține polipeptide, oligonucleotide și oligozaharide.
În timpul sintezei polipeptidelor ca N. naib. un copolimer de stiren și 1-2% divinilbenzen este utilizat pe scară largă, modificat prin introducerea unei grupări de ancorare a clorurii de dimetoxibenzil pentru a atașa prima (cu o grupare NH2 protejată) la capătul C-terminal, de exemplu:
După îndepărtarea grupării N-protectoare, extinderea lanțului polipeptidic se realizează prin metode standard de sinteză a peptidelor în soluție (vezi. peptide). Ca agenți de condensare, Naib. folosesc adesea sau pre-conversia aminoacizilor în activator. eteri.
În sinteza oligonucleotidelor, sticlele macroporoase sau sunt utilizate ca N.. Gruparea ancora este o grupare carboxil, separată de N. spec. „picior”, de exemplu:
B-purină sau bază pirimidică
În prima etapă, nucleozida este atașată de purtător la grupa 3"-hidroxil a deoxiribozei, în care gruparea hidroxil din poziția 5" este protejată de gruparea dimetoxitritil (CH3OS6H4)2(C6H). 5) C (DMTr); cantitatea acestuia din urmă după separarea sa este ușor de măsurat spectrofotometric, care servește ca mărime. caracteristică încărcării purtătorului și vă permite să evaluați randamentele în etapele ulterioare ale construirii lanțului de oligonucleotide. După îndepărtarea grupării DMTr, lanțul este asamblat folosind fosfitamide (fl. I; M. Kaposers, 1980) sau fosfonați (hidrofosfonați) (II; R. Stremberg, 1986):
Pentru implementarea lui T. cu. sunt necesare randamente mari (la nivelul de 96-99%) în fiecare etapă a raionului, precum și metode eficiente de purificare și izolare a sintetizatoarelor. conexiuni.
Utilizarea unei faze solide face posibilă simplificarea și accelerarea semnificativă a fiecărei etape a creșterii în lanț a oligomerului, deoarece separarea componentelor în exces, a agenților de condensare și a produselor secundare din soluție se realizează prin filtrarea reacțiilor. amestecuri si spalare N. cu un set adecvat de solutii. Astfel, procesul de asamblare a lanțului de oligomeri se descompune într-o serie de operații standard: deblocarea capătului în creștere al lanțului, dozarea următorului monomer protejat și agent de condensare, alimentarea acestui amestec în coloana N. pentru timpul calculat și spălare. scoateți N. cu un solvent adecvat. Ciclul de construire a unei legături monomerice m. b. automatizate.
În centrul automatului balul de absolvire. sintetizatoare este o schemă generală de circuit (vezi. Fig.). numeroși Modelele de sintetizatoare diferă în ceea ce privește designul coloanelor și numărul acestora, metoda de furnizare a reactivilor și solvenților etc. Controlul și programarea se realizează folosind un computer încorporat sau de la distanță.
Schema schematică a dispozitivului automat. balul de absolvire. sintetizatoare (linia de comandă electrică este indicată printr-o linie punctată): 1 - linie de alimentare cu monomeri (M 1, M n) și un agent de condensare (CA); 2 linii pentru furnizarea de reactivi (de exemplu, agenți de oxidare, agenți de acilare, to-t, etc.) și p-solvenți (P 1, P n); 3 - supape de comutare; 4-coloana cu media, echipat cu distribuire. supapă; 5-fotometric celulă; 6 metri; 7-unitate de control si programare; 8-afisaj.
Posibilitățile potențiale ale T. e. au fost demonstrate prin sinteza A (R. Merrifield, 1969) și a hormonului uman de creștere (D. Yamashiro, 1970) cu o lungime de 124 și, respectiv, 183 de aminoacizi. Cu toate acestea, datorită racemizării mici, dar constante, care are loc în timpul formării unei legături peptidice, sintetizator. posedă biol scăzut. activitate, atât de automată. sintetizatoarele sunt folosite de Ch. arr. pentru a obține polipeptide scurte (10-30 de legături), inclusiv pentru sinteza preparativă a proteinelor (1g).
Adică propus și pus în practică de Merrifield (1962) pentru sinteza polipeptidelor, iar apoi extins la sinteza oligonucleotidelor (R. Letzinger, 1964) și oligozaharidelor (A. Patchornik, 1973).
Există un alt aspect important al utilizării lui N. pentru efectuarea pl. org. p-tions (, halogenare etc.). În acest caz, modificată N. acţionează ca un reactiv polimeric sau catalizator, iar toate transformările substratului au loc în soluţie. De exemplu, p-țiunea ROP (O) (OH) 2 fosfaților cu alcooli este realizată folosind polistiren reticulat modificat cu o grupare sulfoclorura ca agent de condensare.
Lit.: Chimia polipeptidelor, trans. din engleză, M., 1977; Reacții suportate de polineri în sinteza organică, ed. de P. Hodge, D.C. Sherrington, Chichester, 1980; Sinteza oligonucleotidelor, o abordare practică. Wash., 1984. B.K. Potapov.
Enciclopedie chimică. - M.: Enciclopedia Sovietică. Ed. I. L. Knunyants. 1988 .
Vedeți ce înseamnă „SINTEZĂ SOLID-PHASE” în alte dicționare:
sinteza in faza solida- Tehnica chimică combinatorie pentru sinteza diverșilor compuși, care utilizează suporturi solide pentru a separa compușii în timpul sintezei, simplificând astfel identificarea compușilor rezultați)
