TAGGING üsulu ilə ultrasəs vasitəsilə peptid sintezi

Peptid sintezi əczaçılıq sahəsində tədqiqat və işləmələrin (R+D) əsasını təşkil edir, lakin ənənəvi üsullar – bərk fazalı peptid sintezi (SPPS) və məhlul fazasında klassik birləşdirmə – hələ də çox əmək tələb edir, reagentlərin israfına səbəb olur və miqyasının artırılması çətindir. Bir-birindən asılı olmayan iki strategiyanın birləşdirilməsi nəticəsində daha səmərəli alternativ yaranmışdır: məhlul fazasında peptid zəncirinin qurulması üçün TAGGING (müvəqqəti lövbər qrupu) üsulu və birləşdirmə, qoruyucu qrupların çıxarılması və reaksiyadan sonrakı emal mərhələlərini sürətləndirmək üçün ultrasəs (sonokimyəvi) emalı. Birlikdə bu üsullar antibiotik və xərçəng əleyhinə təsir göstərən lipobactin lipopeptidi kimi terapevtik peptidlərin qram miqyasından iri həcmli istehsala qədər yüksək təmizliklə, azaldılmış təmizləmə yükü və kəskin dərəcədə daha az əl əməliyyatı ilə istehsalına imkan verir.

Ultrasəs vasitəsilə peptid sintezi hansı üstünlükləri təmin edir?

• Məhlul fazasının iqtisadi üstünlükləri: Reaksiyalar məhlulda aparılır və bərk fazalı peptid sintezi ilə müqayisədə amin turşularının sərfi əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olur
• Filtrasiyaya əsaslanan təmizləmə: TAG-a bağlı peptid polyar həlledicilərdə çökür, buna görə də aralıq məhsullar sadə filtrasiya ilə ayrılır – sütun xromatoqrafiyasına və ya hər mərhələdə xarakteristikanın təyin edilməsinə ehtiyac yoxdur.
• Əmək sərfinə böyük qənaət: Aralıq təmizləmənin və spektral yoxlamaların aradan qaldırılması bütün sintez prosesi ərzində əhəmiyyətli miqdarda iş saatına qənaət edir.
• Sonokimyəvi sürətləndirmə: Ultrasəslə emal hər bir mühüm mərhələni – Fmoc qoruyucu qrupunun çıxarılmasını, yan zəncirin birləşdirilməsini, siklləşməni və bütün qoruyucu qrupların çıxarılmasını – selektivliyi pozmadan qısaldır.
• Yüksək çıxım, yüksək təmizlik: Hər bir fraqmentin birləşdirilməsi və lipobactin-in yekun qurulması yüksək çıxımla gedir; bütün qoruyucu qrupların çıxarılması hədəf məhsulu ~83 % çıxımla verir.
• İri həcmli istehsala hazırlıq: TAGGING üsulu açıq şəkildə peptidlərin ən yüksək təmizliklə iri həcmli hazırlanmasına imkan verən üsul kimi təsvir olunur və bu, onu terapevtik baxımdan əhəmiyyətli lipopeptidlərin qram və kiloqram miqdarlarında əldə edilməsi üçün praktik yola çevirir.
• Üsullarla tam uyğunluq: Bu yanaşma ənənəvi SPPS və məhlul fazası kimyası ilə tam uyğundur, buna görə də mövcud qoruyucu qrup strategiyaları (Fmoc, Alloc, Pbf, tBu) və birləşdirmə reagentləri (T3P, HATU, COMU, DIC/DMAP) dəyişiklik edilmədən tətbiq olunur.

TAGGING üsulu nədir?

TAG yanaşmasında peptid fraqmenti məhlulda qalan, çıxarıla bilən, qatranabənzər lövbər (TAG) qrupuna kovalent şəkildə bağlanır. Bu, böyüyən zəncirlə bərk fazalı peptid kimi, lakin maye fazada işləməyə imkan verir:

• Hər bir birləşdirmə və ya qoruyucu qrupların çıxarılması mərhələsindən sonra TAG-a bağlı peptid polyar/antihəlledici mühitlərdə sadə filtrasiya və ya çökdürmə ilə bərk maddə kimi ayrılır, həll olan qarışıqlar və yan məhsullar isə yuyularaq uzaqlaşdırılır.
• Peptid əlaqələndirici qrupa bağlı qaldığı üçün sütun xromatoqrafiyası və hər bir aralıq məhsulun tam xarakteristikasının təyin edilməsi əsasən aradan qaldırılır və bu, vaxta və insan əməyinə əhəmiyyətli qənaət edir.
• Reaksiyalar SPPS ilə müqayisədə xeyli az amin turşusu istifadə olunmaqla məhlul fazasında aparıla bilər və sintezin sonuna yaxın TAG qrupunun ayrılması ilə yekun məhsul sərbəstləşdirilir.

 
Lipobactin üçün retrosintezdə üç fraqmentdən – Fmoc-Ala-Arg-TAG, Alloc-Thr(Ile-Fmoc)-OH və C₁₁H₂₃CONH-Ile-Ser(OᵗBu)-OH lipid fraqmentindən – istifadə edilmiş və uzun peptidi çox yüksək çıxımlarla əldə etmək üçün onlar fraqment kondensasiyası strategiyası ilə birləşdirilmişdir. (bax: Ramya et al., 2025)

Lipobactin peptidinin TAG vasitəsilə tam sintezi ultrasəslə emal sayəsində sürətlənir.
(Tədqiqat: Ramya et al., 2025)

Ultrasəslə emal peptidlərin məhlul fazasında sintezini necə yaxşılaşdırır

Ultrasəslə emal məhlul fazasındakı əsas mərhələləri intensivləşdirmək və qısaltmaq üçün istifadə olunur. Ramya et al. (2025) tərəfindən təsvir edilmiş lipobactin sintezində ultrasəslə emal aşağıdakılara tətbiq olunur:

TAG kimyası artıq aralıq məhsulları filtrasiya oluna bilən bərk maddələr şəklində verdiyinə görə ultrasəslə emal və TAGGING bir-birini tamamlayır: ultrasəs kütlə ötürülməsini, qarışdırmanı və reaksiya kinetikasını sürətləndirir, lövbər isə təmiz və xromatoqrafiyaya az ehtiyac duyulan iş prosesi üçün peptidi ayrıla bilən bərk maddə şəklində saxlayır.

Ultrasəslə emal vasitəsilə yüksək təmizlikli peptidlərin istehsal miqyasının asan artırılması

Peptid və peptid dərman proseslərini laboratoriya masasından istehsala keçirərkən tez-tez rast gəlinən çətinlik daha böyük həcmlərdə və fasiləsiz axında sonokimyəvi təsirin qorunmasıdır. Hielscher laboratoriya miqyasından tam sənaye miqyasına qədər fasiləsiz çeşiddə ultrasəs prosessorları ilə bu çətinliyi həll edir və təsdiqlənmiş, təkrarlana bilən güc və sənədləşdirilmiş proses nəzarəti təmin edir.
 

Sənaye sonikatoru UIP4000hdT (4000W, 20kHz) – ultrasəslə gücləndirilmiş peptid sintezi üçün

Ədəbiyyat / İstinadlar

• M. Ramya, Veeranjaneyulu Avula, S. Nandeesh, B. Kirankumar, G. Nagendra (2025): TAG assisted and ultrasonication mediated total synthesis of lipobactin. Results in Chemistry, Volume 18, 2025, 102842.
• Andrew M. Bray; Liana M. Lagniton; Robert M. Valerio; N.Joe Maeji (1994): Sonication-assisted cleavage of hydrophobic peptides. Application in multipin peptide synthesis. Tetrahedron Letters 35(48), 1994. 9079–9082.
• Raheem, Shvan J; Schmidt, Benjamin W; Solomon, Viswas Raja; Salih, Akam K; Price, Eric W (2020): Ultrasonic-Assisted Solid-Phase Peptide Synthesis of DOTA-TATE and DOTA-linker-TATE Derivatives as a Simple and Low-Cost Method for the Facile Synthesis of Chelator-Peptide Conjugates. ACS Bioconjugate Chemistry, 2020.
• M.V. Anuradha, B. Ravindranath (1995): Ultrasound in peptide synthesis. 4: Rapid cleavage of polymer-bound protected peptides by alkali and alkanolamines. Tetrahedron Volume 51, Issue 19, 1995. 5675-5680.