İçeriğe atla

Peptit sentezi

Çözeltide iki amino asidin birleştirilmesi. Birinin korumasız amini, bir peptit bağı oluşturmak için diğerinin korumasız karboksilik asit grubu ile reaksiyona girer. Bu örnekte, başlangıç materyallerinin her birindeki ikinci reaktif grup (amin / asit) bir koruma grubu taşır.

Organik kimyada peptit sentezi, birden fazla amino asidin peptit bağları olarak da bilinen amid bağları ile bağlandığı peptit bileşiklerinin üretimidir. Peptitler, bir amino asidin karboksil grubunun diğerinin amino grubuna yoğunlaşma reaksiyonu ile kimyasal olarak sentezlenir. Koruma grubu stratejileri genellikle çeşitli amino asit yan zincirleri ile istenmeyen yan reaksiyonları önlemek için gereklidir.[1] Kimyasal peptit sentezi, en yaygın olarak peptitin karboksil ucunda (C-terminali) başlar ve amino terminaline (N-terminali) doğru ilerler.[2] Canlı organizmalardaki protein biyosentezi (uzun peptitler) ters yönde gerçekleşir.

Peptitlerin kimyasal sentezi, klasik çözelti fazı teknikleri kullanılarak gerçekleştirilebilir, ancak bunlar çoğu araştırma ve geliştirme ortamında katı faz yöntemleriyle değiştirilmiştir.[3] Bununla birlikte, çözelti fazı sentezi, endüstriyel amaçlar için büyük ölçekli peptit üretiminde kullanışlılığını korumaktadır.

Kimyasal sentez, bakterilerde eksprese edilmesi zor olan peptitlerin üretimini, doğal olmayan amino asitlerin peptit/protein omurga modifikasyonuna dahil edilmesini ve D-amino asitlerden oluşan D-proteinlerinin sentezini kolaylaştırır.

Katı faz sentezi

Laboratuvarda sentetik peptitlerin üretimi için yerleşik yöntem, katı faz peptit sentezi (SPPS) olarak bilinir.[2] Robert Bruce Merrifield SPPS öncülüğünde,[4][5] çözünmeyen gözenekli bir destek üzerinde amino asit türevlerinin ardışık reaksiyonları yoluyla bir peptit zincirinin hızlı bir şekilde birleştirilmesine izin verir.

Katı destek, yeni oluşan peptit zincirine bağlanan reaktif gruplar (amin veya hidroksil grupları gibi) ile işlevselleştirilmiş küçük, polimerik reçine boncuklarından oluşur.[2] Peptit, sentez boyunca desteğe kovalent olarak bağlı kaldığından, fazla reaktifler ve yan ürünler, yıkama ve süzme yoluyla çıkarılabilir. Bu yaklaşım, geleneksel çözelti fazı sentezi kullanılırken gerekli olacak olan, her reaksiyon aşamasından sonra ürün peptitinin çözeltiden nispeten zaman alan izolasyonunu ortadan kaldırır.

Peptit zinciri N-terminaline bağlanacak her bir amino asit, yan zincire bağlı olarak Boc (aside dayanıksız) veya Fmoc (baz-kararsız) gibi uygun koruma grupları kullanılarak N-ucunda ve yan zincirinde korunmalıdır ve kullanılan koruma stratejisi.[1]

Genel SPPS prosedürü, alternatif N-terminal korumayı kaldırma ve birleştirme reaksiyonlarının tekrarlanan döngülerinden biridir. Reçine, her adım arasında yıkanabilir.[2] Önce reçineye bir amino asit bağlanır. Daha sonra aminin koruması kaldırılır ve ardından ikinci amino asidin serbest asidiyle birleştirilir. Bu döngü, istenen dizi sentezlenene kadar tekrar eder. SPPS döngüleri, reaksiyona girmemiş amino asitlerin uçlarının reaksiyona girmesini bloke eden kapatma aşamalarını da içerebilir. Sentezin sonunda, ham peptit katı destekten ayrılırken aynı anda tüm koruma grupları, trifloroasetik asit veya bir nükleofil gibi bir reaktif güçlü asitler kullanılarak çıkarılır.[2] Ham peptit, organik olarak çözünür yan ürünleri uzaklaştırmak için dietil eter gibi polar olmayan bir çözücüden çökeltilebilir. Ham peptit, ters fazlı HPLC kullanılarak saflaştırılabilir.[6] Özellikle daha uzun peptitlerin saflaştırma işlemi zor olabilir çünkü ürüne çok benzeyen birkaç yan ürünün küçük miktarları uzaklaştırılmalıdır. Bu nedenle, MCSGP gibi sürekli kromatografi işlemleri, saflık seviyelerinden ödün vermeden verimi en üst düzeye çıkarmak için ticari ortamlarda giderek daha fazla kullanılmaktadır.[7]

SPPS, reaksiyon verimleri ile sınırlıdır ve tipik olarak 70 amino asit aralığındaki peptitler ve proteinler, sentetik erişilebilirliğin sınırlarını zorlamaktadır.[2] Sentetik zorluk ayrıca diziye bağlıdır, tipik olarak amiloidler[8] gibi topaklaşmaya yatkın dizilerin yapılması zordur. Daha kısa uzunluklara, tamamen koruması kaldırılmış iki sentetik peptitin çözelti içinde birleştirilebildiği doğal kimyasal ligasyon gibi ligasyon yaklaşımları kullanılarak daha uzun uzunluklara erişilebilir.

peptit birleştirme reaktifleri

SPPS'nin geniş bir şekilde uygulanmasını sağlayan önemli bir özellik, birleştirme adımında son derece yüksek verimlerin üretilmesidir.[2] Oldukça etkili amid bağı oluşturma koşulları gereklidir,[9][10] aynı zamanda her bir amino asidin fazlalığının eklenmesi (2 ila 10 kat arasında). Bağlanma sırasında amino asit rasemizasyonunun en aza indirilmesi, nihai peptit ürününde epimerizasyondan kaçınmak için hayati öneme sahiptir.

Bir amin ve karboksilik asit arasındaki amid bağı oluşumu yavaştır ve bu nedenle genellikle "birleştirme reaktifleri" veya "etkinleştiriciler" gerektirir. Kısmen belirli birleştirmeler için değişen etkinliklerine bağlı olarak çok çeşitli birleştirme reaktifleri mevcuttur,[11][12] bu reaktiflerin çoğu ticari olarak temin edilebilir.

Karbodiimidler

DIC/HOBt kullanılarak amid bağı oluşumu.[10]

Disikloheksilkarbodiimid (DCC) ve diizopropilkarbodiimid (DIC) gibi karbodiimidler, amid bağı oluşumu için sıklıkla kullanılmaktadır.[10] Reaksiyon, oldukça reaktif bir O-asilizoüre oluşumu yoluyla ilerler. Bu reaktif ara ürün, bir peptit bağı oluşturan peptit N-terminal amin tarafından saldırıya uğrar. O-asilizoüre oluşumu, diklorometan gibi polar olmayan çözücüler içinde en hızlı şekilde ilerler.[13]

DIC, bir sıvı olarak kolayca dağıtıldığı ve üre yan ürünü kolayca yıkanıp atılabildiği için özellikle SPPS için kullanışlıdır. Bunun tersine, ilgili karbodiimid 1-Etil-3-(3 dimetilaminopropil) karbodiimid (EDC), üre yan ürünü sulu çalışma sırasında yıkanarak uzaklaştırılabildiğinden, çözelti fazlı peptit birleştirmeleri için sıklıkla kullanılır.[10]

HOBt
HOAt
HOAt'ın komşu grup etkisi.

Karbodiimid aktivasyonu, aktive edilmiş amino asidin rasemizasyon olasılığını açar.[10] Rasemizasyon, triazoller 1-hidroksi-benzotriazol (HOBt) ve 1-hidroksi-7-aza-benzotriazol (HOAt) gibi "rasemizasyonu baskılayıcı" katkı maddeleri ile engellenebilir. Bu reaktifler, istenen peptit bağını oluşturmak için daha sonra peptit ile reaksiyona giren aktif bir ester oluşturmak için O-asilizoüre ara ürününe saldırır.[14] Etil siyanohidroksiiminoasetat (Oxyma), karbodiimid bağlanması için bir katkı maddesi, HOAt'a bir alternatif olarak işlev görür.[15]

Aminyum/uronyum ve fosfonyum tuzları

Uronyum bazlı peptit birleştirme reaktifleri.

Bazı birleştirme reaktifleri karbodiimidi tamamen atlar ve HOAt / HOBt parçasını nükleofilik olmayan bir anyonun (tetrafloroborat veya heksaflorofosfat) bir aminyum / üronyum veya fosfonyum tuzu olarak dahil eder.[9] Aminyum/uronyum reaktiflerinin örnekleri arasında HATU (HOAt) HBTU/TBTU (HOBt) ve HCTU (6-ClHOBt) bulunur. HBTU ve TBTU sadece anyon seçiminde farklılık gösterir. Fosfonyum reaktifleri arasında PyBOP (HOBt) ve PyAOP (HOAt) bulunur.

Bu reaktifler, karbodiimid aktivasyon koşulları ile aynı aktif ester türlerini oluşturur, ancak kuplaj reaktifinin karbon iskeletinin doğası tarafından belirlenen ilk aktivasyon aşamasının hızında farklılık gösterir.[16] Ayrıca, aminium / üronyum reaktifleri, aktif olmayan bir guanidino yan ürünü oluşturmak için peptit N-terminali ile reaksiyona girebilirken fosfonyum reaktifleri değildir.

Propanfosfonik asit anhidrit

2000'lerin sonlarından bu yana, "T3P" gibi çeşitli isimler altında ticari olarak satılan propanfosfonik asit anhidrit, ticari uygulamalarda amid bağı oluşumu için yararlı bir reaktif haline gelmiştir. Karboksilik asidin oksijenini, peptit birleştirme yan ürünleri suda çözünür olan ve kolayca yıkanabilen bir ayrılan gruba dönüştürür. Propanfosfonik asit anhidrit ve apeptit olmayan bir ilacın hazırlanması için diğer peptit birleştirme reaktifleri arasındaki performans karşılaştırmasında, bu reaktifin, verim ve düşük epimerizasyon açısından diğer reaktiflerden üstün olduğu bulundu.[17]

Katı destekler

Çapraz bağlı polistiren, SPPS'de kullanılan en yaygın katı destektir.

Sıvıların hızlı filtrasyonuna izin vermek için fiziksel olarak stabilite için peptit sentezi için katı destekler seçilir. Uygun destekler SPPS sırasında kullanılan reaktifler ve çözücüler için etkisizdir, ancak reaktiflerin nüfuz etmesine izin vermek ve ilk amino asidin bağlanmasına izin vermek için kullanılan çözücülerde şişmeleri gerekir.[18]

Üç ana tip katı destek şunlardır: jel tipi destekler, yüzey tipi destekler ve kompozitler.[18] peptit sentezi için kullanılan katı desteklerdeki gelişmeler, SPPS'nin korumanın kaldırılması adımı sırasında TFA'nın tekrarlanan kullanımına dayanma yeteneklerini arttırır.[19] Bir C-terminal karboksilik asit veya amidin istenip istenmediğine bağlı olarak iki birincil reçine kullanılır. Wang reçinesi, 1996 itibarıyla C-terminal karboksilik asitlere sahip peptitler için en yaygın olarak kullanılan reçinedir.[20]

Grup şemalarını koruma

Yukarıda tarif edildiği gibi, N-terminal ve yan zincir koruma gruplarının kullanılması, aktifleştirilmiş amino asidin kendiliğinden bağlanması gibi istenmeyen yan reaksiyonların (polimerizasyona) yol açmasını önlemek için peptit sentezi sırasında gereklidir.[1] Bu, istenen peptiti sentezlemede düşük verimle veya hatta tamamen başarısızlıkla sonuçlanan amaçlanan peptit birleştirme reaksiyonu ile rekabet edecektir.

Katı fazlı peptit sentezinde kullanım için iki temel ortogonal koruma grubu şeması mevcuttur: Boc / Bzl ve Fmoc / tBu yaklaşımları.[2] Boc / Bzl stratejisi, son bölünme adımı sırasında susuz hidrojen florid kullanılarak kaldırılan yan zincir korumasının yanı sıra TFA-kararsız N-terminal Boc korumasını kullanır (peptitin katı destekten aynı anda bölünmesiyle). Fmoc / tBu SPPS, yan zincir koruması ve aside dayanıksız bir reçine bağlantısı ile bazda kararsız Fmoc N-terminal korumasını kullanır (nihai asidik bölünme, TFA muamelesi yoluyla gerçekleştirilir).

Her birinin avantajlarını ve dezavantajlarını içeren her iki yaklaşım da aşağıda daha ayrıntılı olarak özetlenmiştir.

Boc/Bzl SPPS

Boc grubunun bölünmesi.

Peptit sentezi için orijinal yöntem, geçici bir N-terminal a-amino koruma grubu olarak tert-butiloksikarbonile (veya daha basitçe "Boc") dayanıyordu. Boc grubu, trifloroasetik asit (TFA) gibi bir asitle çıkarılır. Bu, aşırı TFA varlığında pozitif yüklü bir amino grubu oluşturur (amino grubunun sağdaki görüntüde protonlanmadığına dikkat edin), bu da nötrleştirilir ve gelen aktive edilmiş amino aside bağlanır.[21] Nötralizasyon, bağlanmadan önce veya temel birleştirme reaksiyonu sırasında yerinde gerçekleşebilir.

Boc / Bzl yaklaşımı, sentez sırasında peptit agregasyonunu azaltmadaki yararlılığını korur.[22] Ek olarak Boc / Bzl SPPS, Fmoc korumasının kaldırılması adımı sırasında bazla muamele gerektiğinden (aşağıya bakınız) baza duyarlı kısımlar (depsipeptitler gibi) içeren peptitleri sentezlerken Fmoc / tBu yaklaşımına göre tercih edilebilir.

Boc / Bzl SPPS sırasında kullanılan kalıcı yan zincir koruma grupları tipik olarak benzil veya benzil bazlı gruplardır.[1] peptitin katı destekten nihai olarak çıkarılması, hidrolitik yarılma yoluyla susuz hidrojen florür kullanılarak yan zincir korumasının kaldırılmasıyla aynı anda gerçekleşir. Nihai ürün, nispeten kolay çözündürülebilen bir florür tuzudur. Reaktif t-bütil katyonlarının istenmeyen ürünler oluşturmasını önlemek için kresol gibi tutucular HF'ye eklenmelidir. Bu yaklaşımın bir dezavantajı, peptitin hidrojen florür tarafından parçalanma potansiyelidir.

Fmoc/ tBu SPPS

Fmoc grubunun bölünmesi. Fmoc korumalı aminin piperidin ile muamelesi, florenil halka sisteminin metin grubundan proton soyutlamasına neden olur. Bu, karbon dioksit (CO2) ve serbest amine ayrışan bir karbamatın salınmasına yol açar. Dibenzofulvene de üretilir. Bu reaksiyon, oluşan aromatik anyonun stabilizasyonundan kaynaklanan florenil protonun asitliği nedeniyle meydana gelebilir. Dibenzofulvene yan ürünü, piperidin (çok fazladır) veya potansiyel olarak salınan amin gibi nükleofillerle reaksiyona girebilir.[23]

N-terminal Fmoc korumasının kullanılması, Boc / Bzl SPPS için kullanılandan daha hafif bir koruma kaldırma şemasına izin verir ve bu koruma şeması, SPPS koşulları altında gerçekten ortogonaldir.

Fmoc korumanın kaldırılması, DMF içinde tipik olarak %20-50 piperidin kullanır.[18] Açığa çıkan amin bu nedenle nötrdür ve sonuç olarak Boc / Bzl yaklaşımı durumunda olduğu gibi peptit reçinenin nötrleştirilmesi gerekmez. Bununla birlikte, peptit zincirleri arasında elektrostatik itme eksikliği, Fmoc / tBu SPPS ile artan toplanma riskine yol açabilir. Serbest bırakılan florenil grubu bir kromofor olduğundan Fmoc korumasının kaldırılması, reaksiyon karışımının UV emilimi ile izlenebilir, otomatikleştirilmiş peptit sentezleyicilerinde kullanılan bir strateji.

Fmoc grubunun aside karşı stabil iken nispeten hafif bazik koşullar altında bölünebilme yeteneği, (TFA)'deki son bölünme için kullanılanlardan daha hafif asidik son bölünme koşulları Boc/Bzl SPPS (HF)'de çıkarılabilen Boc ve tBu gibi yan zincir koruyucu grupların kullanımına izin verir. Yan zincir korumasının kaldırılması sonucunda açığa çıkan reaktif katyonik türlerle yan reaksiyonları önlemek için son bölünme sırasında su ve triizopropilsilan (TIPS) gibi tutucular eklenir. Elde edilen ham peptit, Boc SPPS'de üretilen florür tuzlarından potansiyel olarak çözünürleştirilmesi daha zor olan bir TFA tuzu olarak elde edilir.

Fmoc / tBu SPPS, florenil grubu Boc grubundan çok daha büyük olduğu için atom açısından daha az ekonomiktir. Buna göre, Fmoc amino asitlerinin fiyatları, ilk sentezlenmiş peptit ilaçlarından biri olan enfuvirtid'in geniş ölçekli pilot uygulaması, piyasa talebinin Fmoc- ve Boc- amino asitlerinin nispi fiyatlarını ayarladığı 1990'larda başlayana kadar yüksekti.

Diğer koruyucu gruplar

Benziloksi-karbonil

(Z) grubu, oligopeptitlerin sentezinde ilk olarak Max Bergmann tarafından kullanılan bir başka karbamat tipi amin koruma grubudur.[24] Asetik asit içinde HBr kullanılarak sert koşullar altında veya daha hafif katalitik hidrojenasyon koşulları altında uzaklaştırılır. Peptit sentezinde a-amin koruması için periyodik olarak kullanılırken, neredeyse yalnızca yan zincir koruması için kullanılır.

Tahsis ve çeşitli gruplar

Alliloksikarbonil (tahsis) koruma grubu bazen bir ortogonal korumayı kaldırma şeması gerektiğinde bir amino grubunu (veya karboksilik asit veya alkol grubunu) korumak için kullanılır. Aynı zamanda bazen, peptitin reçineye bir yan zincir fonksiyonel grubu ile bağlandığı reçine üzeri döngüsel peptit oluşumu gerçekleştirirken de kullanılır. Alloc grubu, tetrakis (trifenilfosfin) paladyum (0) kullanılarak çıkarılabilir.[25]

Protein mikrodizilerini içeren sentetik adımlar gibi özel uygulamalar için, belirli bir ışık dalga boyunda fotokimyaya uygun olan ve bu nedenle litografik operasyon türleri sırasında çıkarılabilen, bazen "litografik" olarak adlandırılan koruma grupları kullanılır.

Bölgesel seçici disülfür bağ oluşumu

Çoklu doğal disülfitlerin oluşumu, katı faz yöntemleriyle doğal peptit sentezine meydan okur. Rastgele zincir kombinasyonu tipik olarak, doğal olmayan disülfür bağlarına sahip birkaç ürünle sonuçlanır.[26] Aşamalı disülfür bağları oluşumu tipik olarak tercih edilen yöntemdir ve tiyol koruma grupları ile gerçekleştirilir.[27] Farklı tiyol koruma grupları, birden çok boyutta ortogonal koruma sağlar. Bu ortogonal olarak korunan sisteinler, peptitin katı faz sentezi sırasında dahil edilir. Serbest tiyol gruplarının seçici maruziyetine izin vermek için bu grupların art arda çıkarılması, aşamalı bir şekilde disülfid oluşumuna yol açar. Bir seferde yalnızca bir grubun çıkarılması için grupların kaldırılma sırası dikkate alınmalıdır.

Daha sonra bölge seçici disülfür bağı oluşumunu gerektiren peptit sentezinde kullanılan tiyol koruyucu grupların birçok özelliğe sahip olması gerekir. İlk olarak, korumasız yan zincirleri etkilemeyen koşullarla tersine çevrilebilir olmaları gerekir. İkinci olarak koruyucu grup, katı faz sentezi koşullarına dayanabilmelidir. Üçüncüsü, tiyol koruma grubunun çıkarılması, ortogonal koruma isteniyorsa, diğer tiyol koruma gruplarını bozulmadan bırakacak şekilde olmalıdır. Yani PG A'nın kaldırılması PG B'yi etkilememelidir. Yaygın olarak kullanılan tiyol koruma gruplarından bazıları asetamidometil (Acm), tert-butil (But), 3-nitro-2-piridin sülfenil (NPYS), 2-piridin-sülfenil (Pyr) ve tritil (Trt) gruplarını içerir. Daha da önemlisi NPYS grubu, aktive bir tiol elde etmek için Acm PG'nin yerini alabilir.[28]

Bu yöntemi kullanarak, Kiso ve arkadaşları 1993 yılında ilk toplam insülin sentezini rapor ettiler. Bu çalışmada, insülinin A zinciri, sisteinleri üzerinde aşağıdaki koruyucu gruplar ile hazırlandı: CysA6 (But) CysA7 (Acm) ve CysA11 (But), CysA20'yi korumasız bırakarak.[29]

Mikrodalga destekli peptit sentezi

Mikrodalga destekli peptit sentezi, uzun peptit dizilerini yüksek verim ve düşük rasemizasyon dereceleri ile tamamlamak için kullanılmıştır.[30][31]

Uzun peptitlerin sentezlenmesi

Amino asitlerin sırayla adım adım bağlandığı aşamalı uzama, 2 ila 100 amino asit kalıntısı içeren küçük peptitler için idealdir. Başka bir yöntem, peptit fragmanlarının bağlandığı fragman yoğunlaştırmadır. İlki, peptit zincirini rasemizasyon olmadan uzatabilse de, yalnızca uzun veya yüksek polariteli peptitlerin oluşturulmasında kullanılması halinde verim düşer. Fragman yoğunlaşması, sofistike uzun peptitlerin sentezlenmesi için aşamalı uzamadan daha iyidir, ancak rasemizasyona karşı koruma sağlamak için kullanımı sınırlandırılmalıdır. Parçanın yoğunlaşması da istenmeyen bir durumdur, çünkü birleştirilmiş parçanın, parçanın uzunluğuna bağlı olarak bir sınırlama olabilen brüt fazlalık olması gerekir.

Daha uzun peptit zincirleri üretmek için yeni bir gelişme, kimyasal ligasyondur: korumasız peptit zincirleri, sulu çözelti içinde kemoseçici olarak reaksiyona girer. Kinetik olarak kontrol edilen bir birinci ürün, amid bağını oluşturmak için yeniden düzenlenir. En yaygın doğal kimyasal ligasyon biçimi, bir terminal sistein kalıntısı ile reaksiyona giren bir peptit tioester kullanır.

Polipeptitlerin sulu çözelti içinde kovalent olarak bağlanması için uygulanabilen diğer yöntemler arasında bölünmüş inteinlerin[32] spontane izopeptit bağı oluşumu[33] ve sortaz ligasyonunun kullanılması yer alır.[34]

Uzun peptitlerin sentezini optimize etmek için, Medicon Valley'de peptit dizilerini dönüştürmek için bir yöntem geliştirildi. Basit ön sıra (ör. Lizin (Lysn); Glutamik Asit (Glun); (LysGlu) n), alfa-sarmal benzeri bir yapı oluşturmak için peptitin C-terminaline dahil edilmiştir. Bu, potansiyel olarak biyolojik yarı ömrü artırabilir, peptit stabilitesini artırabilir ve farmakolojik aktiviteyi veya etki profilini değiştirmeden enzimatik bozunmayı inhibe edebilir.[35][36]

Siklik peptitler

Reçine siklizasyonunda

Peptitler, katı bir destek üzerinde siklize edilebilir. HBTU / HOBt / DIEA, PyBop / DIEA, PyClock / DIEA gibi çeşitli siklizasyon reaktifleri kullanılabilir. Baştan sona peptitler, katı destek üzerinde yapılabilir. C-terminalinin uygun bir noktada korumasının kaldırılması, koruması kaldırılmış N-terminali ile amid bağı oluşumu yoluyla reçine üzerinde siklizasyona izin verir. Siklizasyon gerçekleştiğinde peptit, asidoliz ile reçineden ayrılır ve saflaştırılır.

Siklik peptitlerin katı faz sentezi için strateji, Asp, Glu veya Lys yan zincirleri yoluyla bağlanmayla sınırlı değildir. Sistein, yan zincirinde çok reaktif bir sülfhidril grubuna sahiptir. Bir Sisteinden gelen bir kükürt atomu, proteinin farklı bir bölümünde ikinci bir sisteinden başka bir kükürt atomu ile tek bir kovalent bağ oluşturduğunda bir disülfür köprüsü oluşturulur. Bu köprüler, özellikle hücrelerden salgılananlar olmak üzere proteinleri stabilize etmeye yardımcı olur. Bazı araştırmacılar, disülfür bağının oluşumunu engellemek, ancak sisteini ve proteinin orijinal birincil yapısını korumak için S-asetomidometil (Acm) kullanarak modifiye sisteinler kullanır.

Reçinesiz siklizasyon

Reçinesiz siklizasyon, anahtar ara maddelerin katı fazlı bir sentezidir, ardından çözelti fazında anahtar siklizasyon, herhangi bir maskelenmiş yan zincirlerin nihai korumasının kaldırılması da çözelti aşamasında gerçekleştirilir. Bunun dezavantajları, katı faz sentezinin verimliliklerinin, yan ürünler reaktiflerinden ve dönüştürülmemiş materyalden saflaştırmanın gerekli olduğu çözelti fazı aşamalarında kaybolması ve makrosikl oluşumu söz konusu olduğunda istenmeyen oligomerlerin oluşabilmesidir.[37]

Pentaflorofenil esterlerin (FDPP,[38] PFPOH[39]) ve BOP-Cl'nin[40] kullanımı peptitlerin siklize edilmesi için faydalıdır.

Kaynakça

  1. ^ a b c d Isidro-Llobet A, Alvarez M, Albericio F (Haziran 2009). "Amino acid-protecting groups" (PDF). Chemical Reviews. 109 (6). ss. 2455-504. doi:10.1021/cr800323s. hdl:2445/69570. PMID 19364121. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 16 Kasım 2020. 
  2. ^ a b c d e f g h Chan, W. C.; White, P. D. (2000). Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis: A Practical Approach. Oxford, UK: OUP. ISBN 978-0-19-963724-9. 
  3. ^ Jaradat, Da’san M. M. (28 Kasım 2017). "Thirteen decades of peptide synthesis: key developments in solid phase peptide synthesis and amide bond formation utilized in peptide ligation". Amino Acids (İngilizce). 50 (1). ss. 39-68. doi:10.1007/s00726-017-2516-0. ISSN 0939-4451. PMID 29185032. 
  4. ^ Merrifield RB (1963). "Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide". J. Am. Chem. Soc. 85 (14). ss. 2149-2154. doi:10.1021/ja00897a025. 
  5. ^ Mitchell AR (2008). "Bruce Merrifield and solid-phase peptide synthesis: a historical assessment". Biopolymers. 90 (3). ss. 175-84. doi:10.1002/bip.20925. PMID 18213693. 
  6. ^ Mant, Colin T.; Chen, Yuxin; Yan, Zhe; Popa, Traian V.; Kovacs, James M.; Mills, Janine B.; Tripet, Brian P.; Hodges, Robert S. (2007). Peptide Characterization and Application Protocols. Humana Press. ss. 3-55. doi:10.1007/978-1-59745-430-8_1. ISBN 978-1-59745-430-8. PMC 7119934 $2. PMID 18604941. 
  7. ^ Lundemann-Hombourger, Olivier (Mayıs 2013). "The ideal peptide plant" (PDF). Speciality Chemicals Magazine. ss. 30-33. 4 Nisan 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 17 Kasım 2020. 
  8. ^ Tickler, A. K.; Clippingdale, A. B.; Wade, J. D. (2004). "Amyloid-beta as a "difficult sequence" in solid phase peptide synthesis". Protein Pept. Lett. 11 (4). ss. 377-84. doi:10.2174/0929866043406986. PMID 15327371. 
  9. ^ a b El-Faham A, Albericio F (Kasım 2011). "Peptide coupling reagents, more than a letter soup". Chemical Reviews. 111 (11). ss. 6557-602. doi:10.1021/cr100048w. PMID 21866984. 
  10. ^ a b c d e Montalbetti, Christian A. G. N.; Falque, Virginie (2005). "Amide bond formation and peptide coupling". Tetrahedron. 61 (46). ss. 10827-10852. doi:10.1016/j.tet.2005.08.031. 
  11. ^ Valeur, Eric; Bradley, Mark (2009). "Amide bond formation: beyond the myth of coupling reagents". Chem. Soc. Rev. 38 (2). ss. 606-631. doi:10.1039/B701677H. PMID 19169468. 
  12. ^ El-Faham, Ayman; Albericio, Fernando (9 Kasım 2011). "Peptide Coupling Reagents, More than a Letter Soup". Chemical Reviews. 111 (11). ss. 6557-6602. doi:10.1021/cr100048w. PMID 21866984. 
  13. ^ Singh, Sandeep (Ocak 2018). "CarboMAX - Enhanced Peptide Coupling at Elevated Temperatures" (PDF). AP Note. Cilt 0124. ss. 1-5. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 17 Kasım 2020. 
  14. ^ Madeleine M. Joullié, Kenneth M. Lassen (2010). "Evolution of Amide Bond Formation". Arkivoc. Cilt viii. ss. 189-250. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Kasım 2020. 
  15. ^ Subirós-Funosas R, Prohens R, Barbas R, El-Faham A, Albericio F (Eylül 2009). "Oxyma: an efficient additive for peptide synthesis to replace the benzotriazole-based HOBt and HOAt with a lower risk of explosion". Chemistry. 15 (37). ss. 9394-403. doi:10.1002/chem.200900614. PMID 19575348. 
  16. ^ Albericio, Fernando; Bofill, Josep M.; El-Faham, Ayman; A. Kates, Steven (1998). "Use of Onium Salt-Based Coupling Reagents in Peptide Synthesis". J. Org. Chem. 63 (26). ss. 9678-9683. doi:10.1021/jo980807y. 
  17. ^ Friedman, William A. (Haziran 1999). "Connell et al. report on 54 subtotally resected meningiomas". Neurosurgery. 44 (6): 1200-1200. doi:10.1097/00006123-199906000-00020. ISSN 0148-396X. 
  18. ^ a b c Albericio F (2000). Solid-Phase Synthesis: A Practical Guide. 1. Boca Raton: CRC Press. s. 848. ISBN 978-0-8247-0359-2. 
  19. ^ Feinberg RS, Merrifield RB (1974). "Zinc chloride-catalyzed chloromethylation of resins for solid phase peptide synthesis". Tetrahedron. 30 (17). ss. 3209-3212. doi:10.1016/S0040-4020(01)97575-1. 
  20. ^ Hermkens PH, Ottenheijm HC, Rees DC (1997). "Solid-phase organic reactions II: A review of the literature Nov 95 – Nov 96". Tetrahedron. 53 (16). ss. 5643-5678. doi:10.1016/S0040-4020(97)00279-2. 
  21. ^ Schnolzer MA, Jones A, Alewood D, Kent SB (2007). "In Situ Neutralization in Boc-chemistry Solid Phase Peptide Synthesis". Int. J. Peptide Res. Therap. 13 (1–2). ss. 31-44. doi:10.1007/s10989-006-9059-7. 
  22. ^ Beyermann M, Bienert M (1992). "Synthesis of difficult peptide sequences: A comparison of Fmoc-and BOC-technique". Tetrahedron Letters. 33 (26). ss. 3745-3748. doi:10.1016/0040-4039(92)80014-B. 
  23. ^ Jones J (1992). Amino Acid and Peptide Synthesis. Oxford, UK: Oxford University Press. 
  24. ^ Bergmann, Max; Zervas, Leonidas (1932). "Über ein allgemeines Verfahren der Peptid-Synthese". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 65 (7). ss. 1192-1201. doi:10.1002/cber.19320650722. 
  25. ^ Thieriet, Nathalie; Alsina, Jordi; Giralt, Ernest; Guibé, François; Albericio, Fernando (1997). "Use of Alloc-amino acids in solid-phase peptide synthesis. Tandem deprotection-coupling reactions using neutral conditions". Tetrahedron Letters. 38 (41). s. 7275. doi:10.1016/S0040-4039(97)01690-0. 
  26. ^ Zhang, J.-W.; Wu, Cui Rong; Liu, Wen; Zhang, Jing Wen (1991). "Disulfide bond formation in peptides by dimethyl sulfoxide. Scope and applications". J. Am. Chem. Soc. 113 (17). ss. 6657-6662. doi:10.1021/ja00017a044. 
  27. ^ Sieber P, Kamber B, Hartmann A, Jöhl A, Riniker B, Rittel W (Ocak 1977). "[Total synthesis of human insulin. IV. Description of the final steps (author's transl)]". Helvetica Chimica Acta. 60 (1). ss. 27-37. doi:10.1002/hlca.19770600105. PMID 838597. 
  28. ^ Ottl J, Battistuta R, Pieper M, Tschesche H, Bode W, Kühn K, Moroder L (Kasım 1996). "Design and synthesis of heterotrimeric collagen peptides with a built-in cystine-knot. Models for collagen catabolism by matrix-metalloproteases". FEBS Letters. 398 (1). ss. 31-6. doi:10.1016/S0014-5793(96)01212-4. PMID 8946948. 
  29. ^ Akaji K, Fujino K, Tatsumi T, Kiso Y (1993). "Total synthesis of human insulin by regioselective disulfide formation using the silyl chloride-sulfoxide method". Journal of the American Chemical Society. 115 (24). ss. 11384-11392. doi:10.1021/ja00077a043. 
  30. ^ Pedersen, Søren L.; Tofteng, A. Pernille; Malik, Leila; Jensen, Knud J. (2012). "Microwave heating in solid-phase peptide synthesis". Chem. Soc. Rev. 41 (5). ss. 1826-1844. doi:10.1039/C1CS15214A. PMID 22012213. 
  31. ^ Kappe, C. Oliver; Stadler, Alexander; Dallinger, Doris (2012). Microwaves in Organic and Medicinal Chemistry. Methods and Principles in Medicinal Chemistry. 52. Wiley. ISBN 9783527331857. 
  32. ^ Aranko AS, Wlodawer A, Iwaï H (Ağustos 2014). "Nature's recipe for splitting inteins". Protein Engineering, Design & Selection. 27 (8). ss. 263-71. doi:10.1093/protein/gzu028. PMC 4133565 $2. PMID 25096198. 
  33. ^ Reddington SC, Howarth M (Aralık 2015). "Secrets of a covalent interaction for biomaterials and biotechnology: SpyTag and SpyCatcher". Current Opinion in Chemical Biology. Cilt 29. ss. 94-9. doi:10.1016/j.cbpa.2015.10.002. PMID 26517567. 
  34. ^ Haridas V, Sadanandan S, Dheepthi NU (Eylül 2014). "Sortase-based bio-organic strategies for macromolecular synthesis". ChemBioChem. 15 (13). ss. 1857-67. doi:10.1002/cbic.201402013. PMID 25111709. 
  35. ^ Kapusta DR, Thorkildsen C, Kenigs VA, Meier E, Vinge MM, Quist C, Petersen JS (Ağustos 2005). "Pharmacodynamic characterization of ZP120 (Ac-RYYRWKKKKKKK-NH2), a novel, functionally selective nociceptin/orphanin FQ peptide receptor partial agonist with sodium-potassium-sparing aquaretic activity". The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 314 (2). ss. 652-60. doi:10.1124/jpet.105.083436. PMID 15855355. 
  36. ^ Rizzi A, Rizzi D, Marzola G, Regoli D, Larsen BD, Petersen JS, Calo G (Ekim 2002). "Pharmacological characterization of the novel nociceptin/orphanin FQ receptor ligand, ZP120: in vitro and in vivo studies in mice". British Journal of Pharmacology. 137 (3). ss. 369-74. doi:10.1038/sj.bjp.0704894. PMC 1573505 $2. PMID 12237257. 
  37. ^ Scott, Peter (13 Ekim 2009). Linker Strategies in Solid-Phase Organic Synthesis. John Wiley & Sons. ss. 135-137. ISBN 978-0-470-74905-0. 
  38. ^ Nicolaou, KC; Natarajan, Swaminathan; Li, Hui; Jain, Nareshkumar F.; Hughes, Robert; Solomon, Michael E.; Ramanjulu, Joshi M.; Boddy, Christopher N. C.; Takayanagi, Masaru (1998). "Total Synthesis of Vancomycin Aglycon – Part 1: Synthesis of Amino Acids 4–7 and Construction of the AB-COD Ring Skeleton". Angew. Chem. Int. Ed. 37 (19). ss. 2708-2714. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19981016)37:19<2708::AID-ANIE2708>3.0.CO;2-E. PMID 29711605. 
  39. ^ East, Stephen P.; Joullié, Madeleine M. (1998). "Synthetic studies of 14-membered cyclopeptide alkaloids". Tetrahedron Lett. 39 (40). ss. 7211-7214. doi:10.1016/S0040-4039(98)01589-5. 
  40. ^ Baker R, Castro JL (1989). "The total synthesis of (+)-macbecin I". Chem. Commun., 6. ss. 378-381. doi:10.1039/C39890000378. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Protein</span> polipeptitlerin işlevsellik kazanması sonucu oluşan canlıların temel yapı birimi

Proteinler, bir veya daha fazla uzun amino asit artık zincirini içeren büyük biyomoleküller ve makromolekül'lerdir. Proteinler organizmalar içinde, hücrelere yapı ve organizmalar sağlayarak ve molekülleri bir konumdan diğerine taşıyarak metabolik reaksiyonları katalizleme, DNA kopyalama, uyaranlara yanıt verme dahil olmak üzere çok çeşitli işlevler gerçekleştirir. Proteinler, genlerinin nükleotit dizisi tarafından dikte edilen ve genellikle faaliyetini belirleyen özel 3D yapıya protein katlanmasıyla sonuçlanan amino asit dizilimlerinde birbirlerinden farklıdır.

<span class="mw-page-title-main">Amino asit</span> Proteinlerin temel yapı taşı

Amino asitler, proteinleri oluşturan temel yapı taşlarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Ribozom</span> Tüm canlı hücrelerde bulunan zarsız organel.

Ribozom, tüm canlı hücrelerde bulunan karmaşık moleküler yapıya sahip ve protein oluşturma sürecinde hayati bir rol oynayan bir organeldir. Bu süreç, mRNA çevirisi olarak bilinen bir biyolojik mekanizma aracılığıyla gerçekleşir. Kısaca ribozomlar, haberci RNA (mRNA) molekülleri tarafından sağlanan talimatları takip ederek amino asitleri birbirine bağlar ve polipeptit adı verilen amino asit zincirlerini oluşturur.

Hidroliz işlemi suyu oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerinin birbirinden ayrılması ile sonuçlanan bir işlemdir. Bazı kaynaklarda hidroliz, moleküllerin su ilavesiyle daha fazla sayıda parçacık oluşturması olarak da geçer. Hidroliz, su ile bir kimyasal bağın parçalanmasıdır yani bir kimyasal reaksiyondur. Hidroliz genel olarak suyun nükleofil olduğu ikame(yer değiştirme reaksiyonu), eliminasyon(organik reaksiyon türü) ve solvasyon (çözme) reaksiyonları için kullanılır.

Proteaz, proteolizi katalize eden, proteinleri daha küçük polipeptitlere veya tekil amino asitlere ayıran ve yeni protein ürünlerinin oluşumunu teşvik eden bir enzimdir. Bunu, su ile kimyasal bağların parçalandığı hidroliz işlemiyle proteinlerin içerisinde yer alan peptit bağlarını kırarak yapar. Proteazlar, proteinlerin sindirilmesi, protein katabolizması ve hücre sinyalizasyonu dahil olmak üzere çok sayıda biyolojik süreçte yer alır.

<span class="mw-page-title-main">Glisin</span> kimyasal birleşik

Glisin (kısaltılmışı Gly ya da G) formülü NH2CH2COOH olan apolar bir aminoasittir. Glisin kodonları GGU, GGC, GGA, GGG cf. genetik koddur. Yapısal olarak proteinlerde bulunan 20 aminoasit arasında en basit olanıdır. Yan zinciri sadece bir hidrojen atomundan ibarettir. Glisindeki α-karbon atomu da bir hidrojene bağlı olduğu için, glisin optik olarak aktif değildir, diğer bir deyişle optik izomeri bulunmamaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Çevrim sonrası değişim</span> Biyolojik süreç

Çevrim sonrası değişim, bir proteinin çevriminden (translasyonundan) sonra kimyasal değişime uğramasıdır. Çoğu protein için bu değişimler, protein biyosentezinin son adımlarındandır.

<span class="mw-page-title-main">Alfa sarmal</span>

Protein ikincil yapısında yaygın bir motif olan alfa sarmal (α-sarmal), sağ-elli burgulu bir biçimdir, omurgadaki her bir N-H grubu, kendinden dört amino asit kalıntısı gerideki omurgadaki C=O grubuna bir hidrojen bağı verir. Bu ikincil yapı bazen klasik Pauling-Corey-Branson alfa sarmalı olarak da adlandırılır. Proteinlerin lokal yapı tipleri arasında α-sarmal, en düzenli olan, diziden öngörüsü yapılması en kolay olan ve ayrıca en yaygın olandır.

<span class="mw-page-title-main">Beta yaprak</span>

Proteinlerin ikincil yapısında β yaprak, alfa sarmaldan sonra en sık görülen biçimdir. Beta yapraklar birbirine en az iki veya üç hidrojen bağı ile yatay bağlanmış beta ipliklerden oluşur, bunlardan plili ve burkulmuş bir yaprak meydana getirir. Bir beta iplik 3 ila 10 amino asit uzunluğunda bir polipeptit zincirinden oluşur, polipeptir omurga neredeyse tamamen uzanık bir konformasyondadır. β yaprakların birleşmesinden kaynaklanan protein yığışımları (agregatlar) ve telcikler (fibriller), çeşitli hastalıkların oluşumunda rol oynar, bunların arasında Alzheimer gibi amiloidoz hastalıkları kayda değerdir.

Proteinler her organizmada bulunan önemli bir makromolekül sınıfıdır. Proteinler, 20 farklı tip L-α-amino asitten meydana gelen polimerlerdir. Amino asitler birbiriyle reaksiyona girdikten sonra meydana gelen polimerde bu amino asitlerden arta kalan birimlere amino asit kalıntısı denir. 40 kalıntıdan daha kısa olan zincirler için protein yerine genelde peptit terimi kullanılır. Biyolojik fonksiyonlarını yerine getirebilmek için proteinler uzay içinde belli bir biçim alacak şekilde katlanırlar. Bu katlanmayı yönlendiren güçler, protein atomları arasındaki hidrojen bağı, iyonik etkileşimler, van der Waals kuvvetleri ve hidrofobik istiflenme gibi, kovalent olmayan etkleşimlerdir. Proteinlerin işlevlerini moleküler düzeyde anlayabilmek için genelde onları üç boyutlu yapısının çözülmesi gerekir. Protein yapısını çözmek için X-ışını kristalografisi ve NMR spektroskopisi kullanılır, bunlar yapısal biyolojinin başlıca yöntemleri arasında yer alır.

<span class="mw-page-title-main">Protein birincil yapısı</span>

Peptit ve proteinlerin birincil yapısı, bu moleküllerin yapı birimleri olan amino asitlerin doğrusal sırası veya daha genel olarak, bir proteini oluşturan atomlar arasındaki kovalent bağların spesifikasyonudur.

<span class="mw-page-title-main">Bruce Merrifield</span> Amerikalı biyokimyager (1921 – 2006)

Robert Bruce Merrifield Amerikan biyokimyager ve akademisyen. Önceden belirlenmiş bir sıralamaya göre amino asit zincirleri ya da polipeptit sentezlenmesine yönelik geliştirdiği metot sayesinde 1984 yılında Nobel Kimya ödülünün sahibi olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Alüminyum hidrür</span>

Alüminyum hidrür (ayrıca bilinen adıyla alan veya alüman), formülü AlH3 olan inorganik bileşik. Renksiz, piroforik ve katı bir maddedir. Araştırma laboratuvarlarının dışında nadiren karşılaşılmasına rağmen, alan ve türevleri organik sentezlerde indirgen madde olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Grignard reaktifi</span> Organik sentezlerde kullanılan organometalik bileşik

Bir Grignard reaktifi veya Grignard bileşiği, X'in bir halojen ve R'nin normalde bir alkil veya aril olduğu organik bir grup olduğu genel formül R−Mg−X'e sahip kimyasal bir bileşiktir. İki tipik örnek, metilmagnezyum klorür Cl−Mg−CH
3 ve fenilmagnezyum bromür (C
6H
5)−Mg−Br'dir. Organomagnezyum bileşiklerinin bir alt sınıfıdır.

<span class="mw-page-title-main">Enzim katalizi</span>

Enzim katalizi, biyolojik bir molekül olan "enzim" tarafından sağlanan, bir sürecin hızındaki artıştır. Enzimlerin çoğu proteindir ve bu tür işlemlerin çoğu kimyasal reaksiyonlardır. Enzim içinde, genellikle kataliz aktif bölge olarak adlandırılan lokalize bir bölgede gerçekleşir.

<span class="mw-page-title-main">Amilin</span>

Amilin veya adacık amiloid polipeptidi (IAPP), 37 kalıntılı peptit hormonudur. Pankreasın β hücrelerinden yaklaşık 100:1 (insülin:amilin) oranında insülin ile eşgüdümlü olarak salgılanmaktadır. Amilin, mide boşalmasını yavaşlatarak ve tokluğu artırarak glisemik düzenlemede rol oynamaktadır, böylelikle yemek sonrasında kan şekeri düzeylerindeki ani artışları önlemektedir.

<span class="mw-page-title-main">Santral dogma (moleküler biyoloji)</span> Biyolojik bir sistem içindeki genetik bilgi akışının açıklanması

Moleküler biyolojinin santral (merkezi) dogması, biyolojik bir sistem içindeki genetik bilgi akışının bir açıklamasıdır. Orijinal anlamı bu olmasa da, genellikle "DNA RNA'yı, RNA proteini yapar" şeklinde ifade edilir İlk olarak 1957'de Francis Crick tarafından ifade edilmiş, 1958'de ise yayınlanmıştır.

Biyosentez, substratların canlı organizmalarda daha karmaşık ürünlere dönüştürüldüğü çok aşamalı, enzim katalizli bir süreçtir. Biyosentezde basit bileşikler modifiye edilir, diğer bileşiklere dönüştürülür veya makromoleküller oluşturmak üzere birleştirilir. Bu süreç genellikle metabolik yollardan oluşur. Bu biyosentetik yollardan bazıları tek bir hücresel organel içinde yer alırken diğerleri birden fazla hücresel organel içinde yer alan enzimleri içerir. Bu biyosentetik yolların örnekleri arasında çift katlı lipit katmanının bileşenlerinin ve nükleotidlerin üretimi yer alır. Biyosentez genellikle anabolizma ile eş anlamlıdır ve bazı durumlarda birbirinin yerine kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Aminoasil-tRNA</span>

Aminoasil-tRNA, aynı kökenli amino asidinin kimyasal olarak bağlı (yüklü) olduğu tRNA'dır. aa-tRNA, belirli uzama faktörleriyle birlikte, translasyon sırasında üretilen polipeptit zincirine dahil edilmek üzere amino asidi ribozoma iletir.

<span class="mw-page-title-main">Morten Meldal</span> Danimarkalı kimyager

Morten Peter Meldal Danimarkalı bir kimyager ve Nobel Kimya Ödülü sahibi bilim insanı. Kopenhag, Danimarka'daki Kopenhag Üniversitesi'nde kimya profesörüdür. En çok Valery V. Fokin ve K. Barry Sharpless ile aynı anda ancak onlardan bağımsız olarak çalıştığı CuAAC-click reaksiyonunu geliştirmesiyle tanınmaktadır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.