Egwyddorion Sylfaenol A Llif Gwaith o Synthesis Peptid Cyfnod Solid (SPPS)
Synthesis peptid cyfnod solet (SPPS)yn ddull ar gyfer syntheseiddio peptidau ar gynhalydd solet. Mae prif strategaethau SPPS yn cynnwys ydull Boca'rdull FMoc. Mae synthesis peptid yn broses ailadroddus o ychwanegu asid amino dilyniannol ac fe'i cynhelir yn gyffredinol o'rC-terminws (diwedd carboxyl)i'rN-terminws (diwedd amino). Yn gyntaf, mae'r grŵp carboxyl o asid amino cyntaf y peptid targed wedi'i gysylltu'n cofalent â chefnogaeth solet (resin). Gan ddefnyddio grŵp amino yr asid amino hwn fel man cychwyn, mae'r grŵp amddiffyn terfynell N- yn cael ei ddileu, ac mae'r gadwyn peptid sy'n tyfu yn cael ei ymestyn trwy adwaith â gormodedd o ail asid amino wedi'i actifadu. Y cylch hwn-cyplu → golchi → deprotection → niwtraleiddio a golchi → cyplu nesaf-yn cael ei ailadrodd nes bod yr hyd peptid a ddymunir wedi'i gyflawni. Yn olaf, mae'r gadwyn peptid yn cael ei hollti o'r resin a'i buro i gael y peptid targed. Pan fydd y -grŵp amino wedi'i ddiogelu gydaBoc (tert-butyloxycarbonyl), cyfeirir at y dull felSynthesis peptid cyfnod solet Boc-seiliedig. Pan fydd y -grŵp amino wedi'i warchod gydaFmoc (9-fflworenylmethyloxycarbonyl), fe'i gelwir ynSynthesis peptid cyfnod solet-ffmoc.
Synthesis Peptid Cyfnod-Solid Boc-(Dull Boc)
Yn ydull Boc, Grwpiau Boc y gellir eu tynnu gan asid trifluoroacetig (TFA)yn cael eu defnyddio i amddiffyn y -grwpiau amino, trabensyl-math grwpiau diogeluyn cael eu cyflogi ar gyfer cadwyni ochr. Yn ystod synthesis, mae asid amino wedi'i warchod gan Boc yn cael ei gysylltu'n cofalent gyntaf â'r resin. Yna caiff y grŵp Boc ei dynnu gyda TFA, ac mae'r terfynfa amino rhad ac am ddim canlyniadol yn cael ei niwtraleiddio â triethylamine. Mae'r asid amino nesaf yn cael ei actifadu gan ddefnyddioCSDd (dicyclohexylcarbodiimide)ac ynghyd i ymestyn y gadwyn peptid. Ar ôl cwblhau'r cynulliad, mae'r peptid targed yn cael ei hollti o'r resin gan ddefnyddio asid cryf, fel arferhydrogen fflworid anhydrus (HF)neuasid trifluoromethanesylffonig (TFMSA).Yn y dull synthesis Boc, mae angen triniaethau asid dro ar ôl tro i gael gwared ar grwpiau diogelu cyn pob cam cyplu. Gall hyn arwain at sawl adwaith ochr, megis holltiad cynamserol o'r peptid o'r resin ac ansefydlogrwydd cadwyni ochr asid amino o dan amodau asidig, gan arwain at adweithiau ochr annymunol.
Synthesis Peptid Cyfnod -Solid -Fmoc (Dull FM)
Yn1978, Meienhofer ac Athertondatblygu strategaeth synthesis peptid gan ddefnyddioFmoc (9-fflworenylmethyloxycarbonyl)fel y -grŵp diogelu amino, a elwir yndull FMoc. Yn y dull hwn, mae'r -grŵp amino wedi'i warchod gydasylfaen-labile Fmoc, tra bod y cadwyni ochr yn cael eu hamddiffyn gydaasid{0}}labile Boc-grwpiau gwarchod math. Mantais fawr Fmoc fel grŵp gwarchod amino yw eisefydlogrwydd o dan amodau asidig; nid yw'n cael ei effeithio gan driniaeth ag adweithyddion felasid trifflworoacetig (TFA)a gellir ei ddileu yn ddetholus gan ddefnyddiosylfaen ysgafn. Ar yr un pryd, mae grwpiau gwarchod cadwyn ochr fel Boc yn sefydlog o dan amodau sylfaenol ac yn cael eu tynnu o dan driniaeth asidig. Yn olaf, mae'r peptid yn cael ei hollti'n feintiol o'r resin gan ddefnyddioTFA/dichloromethan (DCM), gan osgoi defnyddio asidau cryf a thrwy hynny wella diogelwch a chydnawsedd â synthesis peptid arferol.
Hanes Datblygiad Synthesis Peptid Cyfnod Solid{0}}(SPPS)
1. Cyfnod Sylfaen (Dechrau'r 20fed Ganrif i 1963)
Yn1902, Emil Fischeroedd y cyntaf i archwilio synthesis peptid, ond roedd y cynnydd yn araf oherwydd cyfyngiadau technegol. Defnyddir syntheses cynnargrwpiau diogelu benzoyl ac asetyl, a oedd yn anodd eu tynnu ac yn aml yn arwain atholltiad cadwyn peptid.
Yn1932, Max Bergmanna{0}}cydweithwyr gyflwynodd ygrŵp benzyloxycarbonyl (Z).fel -grŵp diogelu amino. Gallai'r grŵp hwn gael ei ddileu o danhydrogeniad catalytig neu amodau asidig, gan ddarparu offeryn mwy dibynadwy ar gyfer synthesis peptidau a gosod y sylfaen ar gyfer datblygu synthesis peptid cyfnod solet yn y 1960au.
Yn ystod y1950s, mae gwyddonwyr wedi syntheseiddio amrywiaeth opeptidau sy'n weithredol yn fiolegol, megisocsitosin ac inswlin. Datblygodd y cyflawniadau hyn cemeg peptid ymhellach a sefydlu'r sylfaen ar gyfer ymddangosiad synthesis peptid cyfnod solet.
2.Cyfnod Arloesi (1963)
Yn1963, Robert B. Merrifieldcynnig ydull synthesis peptid cyfnod solet (SPPS)., yn yr hwn yC-asid amino terfynolwedi'i hangori i gynhalydd resin, ac mae'r gadwyn peptid yn cael ei ymestyn trwy gylchoedd dro ar ôl tro odadamddiffyn a chyplysu. Roedd y dull hwn yn symleiddio'r broses synthesis peptid yn fawr a daeth yndull dewisolar gyfer cynulliad peptid.
Merrifield a ddefnyddirBoc (tert-butyloxycarbonyl)i amddiffyn y -grŵp amino. Erbyn diwedd y 1960au, datblygodd hefyd ysyntheseisydd peptid awtomataidd llawn cyntafa syntheseiddio'n llwyddiannusproteinau biolegolmegisriboniwcleas (124 o asidau amino). Am y cyflawniadau arloesol hyn, dyfarnwyd y wobr i MerrifieldGwobr Nobel mewn Cemeg yn 1984.
3. Cam Arloesedd Technolegol (1972)
Yn1972, Lou Carpinodatblygodd yGrŵp amddiffyn 9-fluorenylmethyloxycarbonyl (Fmoc)., a all fodtynnu'n ysgafn o dan amodau sylfaenol, lleihau adweithiau ochr. Roedd hyn yn ei gwneud yn arbennig o addas ar gyferpeptidau cymhlethasynthesis awtomataidd.
Mae'rdull FMocdisodlwyd y dull Boc yn raddol fel y strategaeth brif ffrwd. Syntheseisyddion peptid awtomataidd yn seiliedig ar y ddauCemeg Fmoc a Boceu datblygu wedi hynny, gan yrru'rawtomeiddio synthesis peptida gwella effeithlonrwydd ac atgynyrchioldeb yn fawr.
4.Cyfnod Aeddfedrwydd ac Ehangu (1990au hyd heddiw)
Optimeiddio Resin ac Adweithydd:Datblygiad oresinau -llwytho uchel, hydroffilig PEG-wedi'u haddasuac adweithyddion cyplu effeithlon megisHBTUaHATUwedi gwella'n sylweddol effeithlonrwydd a chynnyrch synthesis peptid cyfnod solet (SPPS).
Integreiddio Technolegol:Dulliau newydd felsynthesis microdon gyda chymorth -acemeg llifwedi byrhau amseroedd ymateb a chynyddu cynnyrch ymhellach.
Egwyddorion Sylfaenol a Llif Gwaith SPPS:
Egwyddor graidd synthesis peptid cyfnod solet- yw'radeiladu cadwyn peptid fesul cam ar gynhalydd solet, gan ddefnyddiodiogelu strategaethau grŵpaadweithiau anwedd (cyplu).i gyflawnicynulliad peptid effeithlon a rheoladwy.
1.Rôl y Cynhaliaeth Solet (Resin) mewn Synthesis Peptid Cyfnod Solid (SPPS)
A resin polymerig anhydawdd-megispolystyren-divinylbenzen cross-resin cysylltiedig, resin Wang, neu resin Rink amideMae -yn cael ei ddewis fel y cymorth solet yn SPPS. Mae'r wyneb resin yn cynnwysgrwpiau swyddogaethol(ee, grwpiau hydrocsyl neu amino) a all ffurfiobondiau cofalent ag un pen i'r gadwyn peptid, fel arfer yC-terminws, angori'r peptid i'r atodiad cofalent support.This solet yn sicrhau bod y peptid cynyddolyn parhau i fod yn rhwym i'r resin trwy gydol y synthesis, sydd yn fawryn hwyluso camau adwaith dilynol, golchi, a phuro
2.Amddiffyn Strategaeth Grŵp mewn-Synthesis Peptid Cyfnod Solid (SPPS)
Yn ystod synthesis peptid, y-grŵp amino, grŵp carboxyl, ac ochr adweithiol-grwpiau swyddogaethol cadwyno asidau amino (fel grwpiau thiol, carboxyl, ac amino) yn dueddol oadweithiau ochr. Er mwyn atal yr adweithiau annymunol hyn,grwpiau gwarchodyn cael eu defnyddio. Mae grwpiau diogelu cyffredin yn cynnwys:-Grwpiau Diogelu Amino:
Boc (tert-butyloxycarbonyl):Labile-asid, hawdd ei dynnu o danamodau asidig.
Fmoc (9-fluorenylmethyloxycarbonyl):Yn sefydlog o dan amodau asidig, gellir ei ddileu o danamodau sylfaenol(ee, hydoddiant piperidine/DMF).Ochr-Grwpiau Diogelu Cadwyn:Wedi'i ddewis yn ôl priodweddau cemegol y grwpiau cadwyn asid amino ochr.ommon yn cynnwysbensyl (Bn), tert-biwtyl (tBu), trityl (Trt), etc.Mae'r grwpiau hyn yntynnu ar ddiwedd synthesis, fel arfer yn ystod holltiad peptid o'r resin, gan ddefnyddioasid neu amodau penodol eraill.
3.C-Terminws i N-Synthesis Terminws yn SPPS
Ynsynthesis peptid cyfnod solet-(SPPS), cynulliad peptid fel arfer yn dechrau yn yC-terminws (diwedd carboxyl)ac yn symud ymlaen fesul cam tuag at yN-terminws (diwedd amino). Mae hyn oherwydd bod yC-mae asid amino terfynol yn cael ei gysylltu â'r cynhaliad solet yn gyntaf, ac asidau amino dilynol yn cael eu cyplysu i'rgrŵp amino am ddim o'r gadwyn peptid sydd eisoes wedi'i rwymo i'r resin, gan ymestyn y gadwyn peptid yn raddol.
4. Adwaith Cyplu mewn-Synthesis Peptid Cyfnod Solid (SPPS)
Mae angen asidau amino gwarchodedigactifadufel bod eumae grwpiau carbocsyl yn dod yn adweithiol, gan ganiatáu iddynt ffurfio abond peptidgyda'r grŵp amino o'r peptid rhwymo resin. Cyffredinactifadu adweithyddioncynnwyscarbodiimides(ee, CSDd, DIC),HOBt, HATU, aPyBOP. Ar ôl ei actifadu, mae'r grŵp carboxyl yn adweithio â'r grŵp amino rhad ac am ddim mewn aadwaith anwedd, ffurfio anamide bonda thrwy hynny atodi'r asid amino newydd i'r gadwyn peptid sy'n tyfu.
5.Gweithrediadau Ailadroddus (Cylchol) mewn Synthesis Peptid Cyfnod Solid (SPPS)
Mae'r broses yn cynnwysailadrodd y cylch o ddadamddiffyn → cyplu → golchi, gan ychwaneguun asid amino fesul cylchredi ymestyn y gadwyn peptid yn raddol. Ar ôl pob unadwaith cyplu, y resin ywgolchi(ee, gyda thoddyddion fel DMF neu DCM) i gael gwared ar adweithyddion nad ydynt yn adweithio, sgil-gynhyrchion, a gormodedd o asidau amino. Mae'r-Mae grŵp amino o'r gweddill sydd newydd ei ychwanegu wedyn yn cael ei ddad-ddiogelu, gan ddatgelu amin rhydd i baratoi ar gyfer yr adwaith cyplu nesaf. Mae'r cylch hwn yn cael ei ailadrodd nes bod y dilyniant peptid a ddymunir wedi'i gydosod yn llawn.
6. Holltiad mewn-Synthesis Peptid Cyfnod Solid (SPPS)
Unwaith y bydd y gadwyn peptid wedi cyrraedd y hyd a ddymunir, mae'nhollti o'r gefnogaeth gadarndefnyddio adweithydd priodol, tra ar yr un prydcael gwared ar yr holl grwpiau gwarchod. Adweithydd holltiad a ddefnyddir yn gyffredin ywasid trifflworoacetig (TFA), sydd nid yn unigyn torri'r bond rhwng y peptid a'r resinond hefydyn cael gwared ar grwpiau gwarchodmegis Fmoc a Boc, gan adfer y peptid i'wgwladwriaeth frodorol. Unwaith y bydd y gadwyn peptid wedi cyrraedd y hyd a ddymunir, mae'nhollti o'r gefnogaeth gadarndefnyddio adweithydd priodol, tra ar yr un prydcael gwared ar yr holl grwpiau gwarchod. Adweithydd holltiad a ddefnyddir yn gyffredin ywasid trifflworoacetig (TFA), sydd nid yn unigyn torri'r bond rhwng y peptid a'r resinond hefydyn cael gwared ar grwpiau gwarchodmegis Fmoc a Boc, gan adfer y peptid i'wgwladwriaeth frodorol.
Trwy'r camau hyn,synthesis peptid cyfnod solet-(SPPS)galluogi'rcynulliad effeithlon a rheoledig o gadwyni peptid ar gynhalydd solet, gan osgoi'r camau puro canolradd cymhleth sydd eu hangen mewn synthesis cyfnod datrysiad traddodiadol ac yn sylweddolgwella effeithlonrwydd a chynnyrch synthesis.
Trwy'r camau hyn,synthesis peptid cyfnod solet-(SPPS)galluogi'rcynulliad effeithlon a rheoledig o gadwyni peptid ar gynhalydd solet, gan osgoi'r camau puro canolradd cymhleth sydd eu hangen mewn synthesis cyfnod datrysiad traddodiadol ac yn sylweddolgwella effeithlonrwydd a chynnyrch synthesis.
