Реакционные приборы для твердофазного синтеза пептидов

Что такое пептид?

Полипептид – биологически активное вещество, связанное с различными функциями клеток в организме. Его молекулярная структура находится между аминокислотами и белками. Это соединение, образованное множеством аминокислот, соединенных пептидными связями в определенном порядке. Полипептид — это общий термин для биологически активных веществ, связанных с различными клеточными функциями в организмах, и часто используется в функциональном анализе, исследованиях антител, особенно при разработке лекарств и в других областях.

Основные принципы твердофазного синтеза пептидов

Сначала гидроксильную группу гидроксиконцевой аминокислоты синтезируемой пептидной цепи связывают с нерастворимой полимерной смолой в структуру ковалентной связи, а затем аминокислоту, связанную на твердофазном носителе, используют в качестве аминокомпонента для удалить защитную группу для аминогруппы и соединить ее с той же избытком активированной карбоксильной группы, реагирующей на удлинение пептидной цепи. Повторите операцию (конденсация → промывка → снятие защиты → нейтрализация и промывка → следующий цикл конденсации), чтобы достичь длины синтезируемой пептидной цепи. Наконец, пептидная цепь отщепляется от смолы и очищается для получения желаемого полипептида. α-аминогруппу, защищенную BOC (трет-бутоксикарбонилом), называют методом твердофазного синтеза BOC, а α-аминогруппу, защищенную FMOC (9-флуоренметоксикарбонилом), называют методом твердофазного синтеза FMOC.

Процесс синтеза полипептидов

A: Выбор смолы и иммобилизация аминокислот

Существует три основных типа полимерных носителей, используемых для синтеза полипептидов: сшитый полистирол, полиамид и полиэтиленгликолевые липидные смолы. Иммобилизация аминокислот в основном достигается за счет образования ковалентных связей между карбоксильными группами защищенных аминокислот и реакционноспособными группами смолы.

B: Защита и удаление аминогруппы, карбоксильной группы и боковой цепи

Для успешного синтеза полипептида с определенной аминокислотной последовательностью необходимо защитить амино- и карбоксильные группы, не участвующие в образовании амидных связей, и одновременно защитить активную группу на боковой цепи аминокислоты, и удаляют защитную группу после завершения реакции. В последние годы широко используется метод синтеза ФМОК. Карбоксильные группы обычно защищают, образуя сложноэфирные группы. Метиловые и этиловые эфиры являются распространенными методами защиты карбоксильных групп в ступенчатом синтезе.

C: Реакция образования пептидов

Реакция образования пептидов в твердой фазе обычно заключается в помещении двух соответствующих аминозащищенных и карбоксилзащищенных аминокислот в раствор без образования пептидной связи. Для образования амидной связи обычно используется метод активации карбоксильной группы для превращения в амидную связь. Амидная связь образуется путем смешивания ангидридов кислот, активных эфиров, хлорангидридов или образования симметричных ангидридов кислот с сильным конденсирующим агентом (таким как карбодиимид).

D: Расщепление и очистка синтетических пептидных цепей

BOC-метод использует TFA+HF для расщепления и удаления защитной группы боковой цепи, а FMOC-метод использует TFA напрямую. Дальнейшую очистку, разделение и очистку синтетических пептидных цепей обычно проводят жидкостной хроматографией, аффинной хроматографией, капиллярным электрофорезом и т.п.

Какие есть реакционные инструменты для твердофазного синтеза пептидов?

Процесс твердофазного синтеза пептидов очень сложен и требует интуитивного контроля со стороны операторов. В то же время резка в режиме онлайн может быть выполнена после синтеза (реагент для резки ТФК чрезвычайно агрессивен). Эти требования ограничивают материал реактора. Стеклянный реактор используется многими специалистами в области химии и биологии из-за его полностью прозрачных и коррозионностойких характеристик.

С развитием технологии твердофазного синтеза пептидов и улучшением коррозионной стойкости материалов из нержавеющей стали реактор из нержавеющей стали 316 также постепенно используется в основном лабораторном реакторе и имеет лучшую теплопроводность, чем стекло, избегая при этом хрупких характеристик стекла. .

Что касается фактической работы, выбор между стеклом и нержавеющей сталью зависит от различных целей испытаний или производственных потребностей.