Reaktionsinstrumente für die Peptid-Festphasensynthese

Was ist Peptid?

Polypeptid ist eine biologisch aktive Substanz, die mit verschiedenen Zellfunktionen im Organismus in Verbindung steht. Seine molekulare Struktur liegt zwischen Aminosäuren und Proteinen. Es ist eine Verbindung, die aus einer Vielzahl von Aminosäuren gebildet wird, die durch Peptidbindungen in einer bestimmten Reihenfolge kombiniert werden. Polypeptid ist ein allgemeiner Begriff für biologisch aktive Substanzen, an denen verschiedene Zellfunktionen in Organismen beteiligt sind, und wird häufig in der Funktionsanalyse, der Antikörperforschung, insbesondere der Arzneimittelentwicklung und anderen Bereichen verwendet.

Grundprinzipien der Peptid-Festphasensynthese

Zunächst wird die Hydroxygruppe der Hydroxy-terminalen Aminosäure der zu synthetisierenden Peptidkette mit einem unlöslichen Polymerharz in einer kovalenten Bindungsstruktur verbunden, und dann wird die an den Festphasenträger gebundene Aminosäure als Aminokomponente verwendet die Aminoschutzgruppe entfernen und mit derselben verbinden. Die überschüssige aktivierte Carboxyleinheit reagiert, um die Peptidkette zu verlängern. Wiederholen Sie den Vorgang (Kondensation → Waschen → Entschützen → Neutralisation und Waschen → die nächste Kondensationsrunde), um die Länge der zu synthetisierenden Peptidkette zu erreichen. Schließlich wird die Peptidkette vom Harz abgespalten und gereinigt, um das gewünschte Polypeptid zu erhalten. Die durch BOC (tert-Butoxycarbonyl) geschützte α-Aminogruppe wird als BOC-Festphasen-Syntheseverfahren bezeichnet, und die mit FMOC (9-Fluorenemethoxycarbonyl) geschützte α-Aminogruppe wird als FMOC-Festphasen-Syntheseverfahren bezeichnet.

Polypeptid-Syntheseverfahren

A: Auswahl des Harzes und Immobilisierung von Aminosäuren

Es gibt drei Haupttypen von Polymerträgern, die für die Polypeptidsynthese verwendet werden: vernetzte Polystyrol-, Polyamid- und Polyethylenglykol-Lipidharze. Die Immobilisierung von Aminosäuren wird hauptsächlich durch die Bildung kovalenter Bindungen zwischen den Carboxylgruppen der geschützten Aminosäuren und den reaktiven Gruppen des Harzes erreicht.

B: Schutz und Entfernung der Aminogruppe, Carboxylgruppe und Seitenkette

Um ein Polypeptid mit einer spezifischen Aminosäuresequenz erfolgreich zu synthetisieren, ist es notwendig, die Amino- und Carboxylgruppen, die nicht an der Bildung von Amidbindungen beteiligt sind, und gleichzeitig die aktive Gruppe an der Aminosäureseitenkette zu schützen, und Entfernen Sie die Schutzgruppe, nachdem die Reaktion beendet ist. In den letzten Jahren wurde das FMOC-Syntheseverfahren weithin verwendet. Carboxylgruppen werden üblicherweise durch Bildung von Estergruppen geschützt. Methyl- und Ethylester sind gängige Verfahren zum Schützen von Carboxylgruppen in der schrittweisen Synthese.

C: Peptidbildungsreaktion

Die peptidbildende Reaktion in der Festphase besteht im Allgemeinen darin, zwei entsprechende Amino- und Carboxyl-geschützte Aminosäuren in Lösung zu bringen, ohne eine Peptidbindung zu bilden. Um eine Amidbindung zu bilden, besteht das allgemein verwendete Verfahren darin, die Carboxylgruppe zu aktivieren, um zu werden. Die Amidbindung wird durch Mischen von Säureanhydriden, aktiven Estern, Säurechloriden oder Bilden symmetrischer Säureanhydride mit einem starken Kondensationsmittel (wie Carbodiimid) gebildet.

D: Spaltung und Reinigung synthetischer Peptidketten

Das BOC-Verfahren verwendet TFA + HF, um die Seitenketten-Schutzgruppe zu spalten und zu entfernen, und das FMOC-Verfahren verwendet TFA direkt. Eine weitere Reinigung, Trennung und Reinigung von synthetischen Peptidketten wird üblicherweise durch Flüssigchromatographie, Affinitätschromatographie, Kapillarelektrophorese und dergleichen durchgeführt.

Was sind die Reaktionsinstrumente für die Peptid-Festphasensynthese?

Der Prozess der Festphasensynthese von Peptiden ist sehr kompliziert und erfordert eine intuitive Überwachung durch das Bedienpersonal. Gleichzeitig kann nach der Synthese online geschnitten werden (das Schneidreagenz TFA ist extrem ätzend). Diese Anforderungen begrenzen das Material des Reaktors. Der Glasreaktor wird von vielen Chemie- und Biologieexperten wegen seiner vollständig transparenten und korrosionsbeständigen Eigenschaften verwendet.

Mit der Entwicklung der Peptid-Festphasensynthesetechnologie und der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Edelstahlmaterialien wurde der Reaktor aus Edelstahl 316 nach und nach auch im Hauptlaborreaktor verwendet und hat eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Glas, während die Eigenschaften von zerbrechlichem Glas vermieden werden .

Was den tatsächlichen Betrieb betrifft, so hängt die Wahl zwischen Glas und Edelstahl von verschiedenen Testzwecken oder Produktionsanforderungen ab.