Peptiidisüntees on ultrahelitöötluse abil tõhusaks tehtud
Tahke faasi peptiidisüntees (SPPS) on peptiidide sünteesi tavaline meetod. Ultraheliuuring on usaldusväärne vahend tahke faasi peptiidi sünteesi intensiivistamiseks, mille tulemuseks on suurem saagikus, parem puhtus, võidujooks ja oluliselt kiirendatud reaktsioonikiirus. Hielscheri ultraheli pakub erinevaid ultraheli lahendusi peptiidi sünteesiks, lõhustamiseks ja lahustamiseks.
Ultraheli peptiidi süntees
Ultraheliuuringut kasutatakse juba laialdaselt orgaanilise sünteesi intensiivistava meetodina ja see on tuntud oma eeliste poolest, nagu drastiliselt vähenenud reaktsiooniajad, suurem saagikus, vähem kõrvalsaadusi, radade algatamine, mida ei olnud võimalik muul viisil saavutada, ja / või parem selektiivsus. Suurt kasu võib saada ka siis, kui ultrahelitöötlus on seotud peptiidi sünteesi reaktsioonidega. Uurimistulemused on näidanud, et ultraheli abil peptiidisüntees saavutab kõrge puhtusastmega peptiidide optimeeritud saagikuse ilma võidusõiduta lühikese reaktsiooniaja jooksul.
- Kõrge peptiidi saagikus
- Oluliselt kiirem süntees
- Kõrgem peptiidi puhtus
- Racemization puudub
- Erinevate peptiidide paralleelne süntees
- Lineaarne skaleeritav mis tahes mahule
Ultraheli cuphorn mitme reaktori anuma ühtlaseks ultrahelitöötluseks peptiidi sünteesi parandamiseks.
Graafiline, mis näitab Merrifieldi tahke faasi peptiidi sünteesi. Ultraheliuuringut kasutatakse sünteesireaktsiooni soodustamiseks ja suurendamiseks ning sünteesitud peptiidide lõhustamiseks vaigust.
Graafik: ©Conejos-Sanchez et al., 2014)
Tahke faasi peptiidisüntees paranes ultraheliga
Tahke faasi peptiidisüntees (SPPS) on keemiline reaktsioon, mis võimaldab peptiidiahela kokkupanekut aminohapete derivaatide järjestikuste reaktsioonide kaudu lahustumatule poorsele toele. Kuid traditsiooniline tahke faasi peptiidi süntees on suhteliselt ebaefektiivne ja aeglane protsess. Seetõttu on peptiidide sünteesi ultraheli intensiivistamine kõrgelt hinnatud vahend peptiidide tõhusamaks ja kiiremaks sünteesiks.
Silva jt (2021) võrdlesid "klassikalist" fluorenylmetoksükarbonüüli (Fmoc)tahke faasi peptiidi sünteesi (SPPS) ultraheliga (USA)abistatud SPPS-iga, mis põhineb kolme peptiidide valmistamisel, nimelt fibroblasti kasvufaktori retseptoril 3(FGFR3)-spetsiifiline peptiid Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) ja uudsed peptiidid Pep2 (RQMATADEA-NH2) ja Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
USA toetatud SPPS viis peptiidikomplektis 14-kordse (Pep1) ja 4-kordse aja vähenemiseni (Pep2) võrreldes "klassikalise" meetodiga. Huvitav on see, et ultraheli abil töötav SPPS andis Pep1 kõrgema puhtusega (82%) kui "klassikaline" SPPS (73%). Märkimisväärne aja vähenemine koos saavutatud kõrge toorpeptiidi puhtusega ajendas uurimisrühma rakendama USA toetatud SPPS-i suurele peptiidile Pep3, millel on suur hulk hüdrofoobseid aminohappeid ja homooliigo järjestusi. Tähelepanuväärne on see, et selle 25-mer peptiidi süntees saavutati vähem kui 6 tunni (347 min) mõõduka puhtusega (umbes 49%).
Kiirem peptiidisüntees tahke faasi peptiidi sünteesi kaudu ultraheli agitatsiooni abil.
(Uuring ja analüüs: Wołczański jt, 2019)
Merlino jt (2019) viisid läbi ka põhjaliku uuringu ultraheli mõju kohta Fmoc-põhisele tahke faasi peptiidi sünteesile, mis võimaldas sünteesida erinevaid bioloogiliselt aktiivseid peptiide (kuni 44-mer), millel oli märkimisväärne materjali ja reaktsiooniaja kokkuhoid. Nad näitasid, et ultraheliuuring ei süvendanud peamisi kõrvalreaktsioone ja parandas peptiidide sünteesi, millel oli “keerulised järjestused”, asetades ultraheliga soodustatud tahke faasi peptiidi sünteesi (US-SPPS) praeguste tõhusate peptiidisünteetiliste strateegiate hulka.
Peptiidide ultraheli (sonaatilise) sünteesi suure jõudlusega süsteemide kättesaadavus võimaldab oluliselt parandada sünteesikiirust ja suurendada toorainete puhtust. (vrd Wołczański jt, 2019)
Rassistumise uurimine. Peptiidide mudelite oluliste 1H NMR spektrite võrdlemine sünteesitakse käsitsi, kasutades klassikalist lähenemist toatemperatuuril vs ultraheli meetodit kõrgendatud temperatuuril. Tema ja Ts α prootonite keemilised nihked ja metüleenirühm Acm (vasakpoolsed paneelid), Val'i ɣ-metüül prootonid (parempoolsed paneelid) näitavad, et ultrahelitöötlus 70 ° C juures ei põhjusta rassistamist.
(Uuring ja analüüs: Wołczański jt, 2019)
Peptiidide ultraheli lõhustamine
Pärast tahkefaasi peptiidide sünteesi (SPPS) tuleb sünteesitud peptiidid polümeersetest vaigudest lahti lõigata. Seda sammu nimetatakse ka deprotektsiooniks. Kui võrreldakse vaigu peptiidi lõhustamise tavalist raputamist ja ultraheliuuringut, nõuab raputamismeetod umbes 1 tund, samas kui ultraheli lõhustumist saab teha 15 kuni 20 minutiga. Ultraheli peptiidi lõhustumist saab rakendada kaitstud aminohapete ja peptiidide lõhustumisele, mis on seotud polüstüreeni vaigudega bensüülsete estersidemete kaudu.
Polüstüreeni vaigu peptiidide ultraheli lõhustamine annab kiire protseduuri käigus kõrge puhtusastmega peptiidide kõrge puhtusastmega peptiidide suure saagikuse ilma võidusõiduta.
(uuring ja graafika: ©Anuradha ja Ravindranath, 1995)
Ultraheli ärritunud reaktor täiustatud ja kiirendatud peptiidi sünteesiks. Pildil on kujutatud ultrasonikaator UP200St segatavas klaasreaktoris.
Hielscheri ultraheli pakub erinevaid ultraheli lahendusi otseseks ja kaudseks ultrahelitöötluseks. Võimsad ja täpselt kontrollitavad ultraheliprotsessorid annavad reaktsioonianumale täpselt õige koguse ultraheli energiat. Ükskõik, kas kasutate sünteesianumana süstlaid, torusid, mitmekaevulisi plaate või klaasreaktoreid, pakub Hielscheri ultraheliuuring teie peptiidirakenduse jaoks kõige sobivamat ultraheliaatorit.
- kohandatud peptiidid
- suuremahuline peptiidi tootmine
- peptiiditeegid
Paljud peptiidisüntees tehakse süstaldes (nt friteeritud süstlareaktorites). Hielscheri ultrahelisüstla agitaator sonikeerib peptiidilahust, mis ühendab ultraheli lained läbi süstla seina vedelikku. Ultraheli süstla agitaator on üks populaarsemaid ultraheli lahendusi peptiidide ultraheli abil sünteesiks.
Ultraheli cuphorn on sobiv vahend kuni 5 reaktori anuma sonikeerimiseks, samas kui VialTweeter suudab kinni pidada kuni kümme reaktsioonitoru ja lisaks viis suuremat laeva kinnitustarviku kaudu.
Muude reaktoritüüpide puhul, nagu Merrifield või Kamyszi tahke faasi reaktor ja muud polüpropüleen- või borosilikaatanumad / reaktorid, pakub Hielscher kaudse ultraheli mõõtmiseks kohandatud klammerdus-ultraheli süsteeme.
Tahke faasi peptiidi sünteesiks multiwell / mikrotiiterplaatidel on UIP400MTP ideaalne seade. Ultraheli kavitatsioon on kaudselt ühendatud ühtlaselt paljudesse proovikaevudesse, et saada parem massiülekanne ja sünteesireaktsioon. Vaadake allolevat videot, et näha Led, mida sa ei pea booking.com-i külastajaid vastu tegutsemas!
Loomulikult saab suuremaid strirred klaasreaktoreid, näiteks lahusfaasi sünteesiks, kergesti varustada mis tahes suurusega ultraheli sondidega (a.k.a. sonotrodes või ultraheli sarved).
- erinevad ultraheliaatori tüübid
- otsene ja kaudne ultrahelitöötlus
- täpne intensiivsuse kontroll
- täpne temperatuuri reguleerimine
- pidev või pulseeriv ultraheli
- nutikad funktsioonid, programmeeritavad seadmed
- Saadaval mis tahes draivi jaoks
- lineaarne mastaapsus
Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus/viited
- Merlino, F., Tomassi, S., Yousif, A. M., Messere, A., Marinelli, L., Grieco, P., Novellino, E., Cosconati, S., Di Maro, S. (2019): Boosting Fmoc Solid-Phase Peptide Synthesis by Ultrasonication. Organic Letters, 21(16), 2019. 6378–6382.
- 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.
- Silva, R., Franco Machado, J., Gonçalves, K., Lucas, F. M., Batista, S., Melo, R., Morais, T. S., & Correia, J. (2021): Ultrasonication Improves Solid Phase Synthesis of Peptides Specific for Fibroblast Growth Factor Receptor and for the Protein-Protein Interface RANK-TRAF6. Molecules (Basel, Switzerland), 26(23), 7349.
- Conejos-Sanchez, Inmaculada; Duro Castaño, Aroa; Vicent, María (2014): Peptide-Based Polymer Therapeutics. Polymers. 6. 515-551.
- 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.
- Wołczański, G., Płóciennik, H., Lisowski, M., Stefanowicz, P. (2019): The faster peptide synthesis on the solid phase using ultrasonic agitation. Tetrahedron Letters, 2019.
Faktid Tasub teada
Peptiide
Peptiidid on ühendid, kus mitmed aminohapped on seotud amiidisidemete, nn peptiidsidemete kaudu. Kui see on seotud keerukate struktuuridega – tavaliselt koosneb 50 või enamast aminohappest - neid suuri peptiidstruktuure nimetatakse valkudeks. Peptiidid on oluline elu alustala ja täidavad kehas mitmeid funktsioone.
Peptiidi süntees
Orgaanilises keemias, molekulaarbioloogias ja bioteaduses on peptiidide süntees peptiidide tootmise protsess. Peptiidid sünteesitakse keemiliselt ühe aminohappe karboksüülrühma kondensatsioonireaktsiooni kaudu teise aminohappe aminorühmale. Rühmade (ka kaitserühmade) strateegiaid kasutatakse tavaliselt selleks, et vältida soovimatuid kõrvalreaktsioone erinevate aminohapete kõrvalahelatega.
Keemiline (in vitro) peptiidisüntees algab kõige sagedamini sissetuleva aminohappe karboksüülrühma (C-terminus) sidumisega kasvava peptiidahela N-terminusega. Vastupidiselt sellele C-N sünteesile toimub elusorganismides pikkade peptiidide looduslik valgu biosüntees vastupidises suunas. See tähendab, et biosünteesis on sissetuleva aminohappe N-terminus seotud valguahela C-terminusega (N-C).
Enamik peptiidide sünteesi uurimis- ja arendusprotokolle põhinevad tahke faasi meetoditel, samas kui lahusfaasi sünteesi meetodeid võib leida peptiidide suuremahulisest tööstuslikust tootmisest.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid Lab et tööstuslik suurus.