Peptidisynteesi, joka on tehty tehokkaaksi sonikaatiolla
Kiinteän faasin peptidisynteesi (SPPS) on yleinen peptidisynteesimenetelmä. Ultrasonication on luotettava työkalu kiinteän faasin peptidisynteesin tehostamiseen, mikä johtaa suurempiin saantoihin, parempaan puhtauteen, ei rasemisointiin ja merkittävästi nopeutettuun reaktionopeuteen. Hielscher Ultrasonics tarjoaa erilaisia ultraääniratkaisuja peptidisynteesiin, pilkkomiseen ja liuottamiseen.
Ultraäänipeptidisynteesi
Ultrasonicationia käytetään jo laajalti tehostavana menetelmänä orgaanisessa synteesissä, ja se on tunnettu eduistaan, kuten huomattavasti lyhentyneistä reaktioajoista, korkeammista saannoista, vähemmän sivutuotteista, reittien aloittamisesta, joita ei voitu saavuttaa muilla tavoilla, ja / tai paremmasta selektiivisyydestä. Suuria etuja voidaan saada myös, kun sonikaatio kytketään peptidisynteesireaktioihin. Tutkimustulokset ovat osoittaneet, että ultraäänellä avustettu peptidisynteesi saavuttaa optimoidun saannon peptideistä, joilla on korkea puhtaus, ilman rasemisointia lyhyessä reaktioajassa.
- Korkea peptidisaanto
- Huomattavasti nopeampi synteesi
- Korkeampi peptidipuhtaus
- Ei racemisoitumista
- Eri peptidien rinnakkainen synteesi
- Lineaarinen skaalautuva mihin tahansa volyymiin
Ultraäänikuppi useiden reaktoriastioiden yhtenäiseen sonikaatioon peptidisynteesin parantamiseksi.
Grafiikka, joka esittää Merrifieldin kiinteän faasin peptidisynteesiä. Ultrasonicationia käytetään synteesireaktion edistämiseen ja parantamiseen sekä syntetisoitujen peptidien pilkkomiseen hartsista.
Grafiikka: ©Conejos-Sanchez et ai., 2014)
Kiinteän faasin peptidisynteesiä parannettu ultraäänellä
Kiinteän faasin peptidisynteesi (SPPS) on kemiallinen reaktio, joka mahdollistaa peptidiketjun kokoamisen aminohappojohdannaisten peräkkäisten reaktioiden kautta liukenemattomaan huokoiseen tukeen. Perinteinen kiinteän faasin peptidisynteesi on kuitenkin suhteellisen tehoton ja hidas prosessi. Siksi peptidisynteesin ultraäänitehostus on arvostettu työkalu peptidien tehokkaampaan ja nopeampaan synteesiin.
(2021) vertasivat "klassista" fluorenyylimetoksikarbonyylin (Fmoc) kiinteän faasin peptidisynteesiä (SPPS) ultraääniavusteiseen SPPS:ään, joka perustuu kolmen peptidin valmistukseen, nimittäin fibroblastikasvutekijäreseptori 3(FGFR3)-spesifinen peptidi Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) ja uudet peptidit Pep2 (RQMATADEA-NH2) ja Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
Yhdysvaltain avustama SPPS johti 14-kertaiseen (Pep1) ja 4-kertaiseen (Pep2) ajan lyhenemiseen peptidikokoonpanossa verrattuna "klassiseen" menetelmään. Mielenkiintoista on, että ultraääniavusteinen SPPS tuotti Pep1: n puhtaammin (82%) kuin "klassinen" SPPS (73%). Merkittävä ajan lyheneminen yhdistettynä saavutettuun korkeaan raakapeptidin puhtauteen sai tutkimusryhmän soveltamaan US-avusteista SPPS: ää suureen peptidiin Pep3, jolla on suuri määrä hydrofobisia aminohappoja ja homooligosekvenssejä. Huomattavaa on, että tämän 25 meerin peptidin synteesi saavutettiin alle 6 tunnissa (347 min) kohtalaisessa puhtaudessa (noin 49%).
Nopeampi peptidisynteesi kiinteän faasin peptidisynteesin kautta ultraäänisekoituksella.
(Tutkimus ja analyysi: Wołczański et ai., 2019)
(2019) suoritti myös kattavan tutkimuksen ultraäänivaikutuksista Fmoc-pohjaiseen kiinteän faasin peptidisynteesiin, mikä mahdollisti erilaisten biologisesti aktiivisten peptidien (jopa 44-mer) synteesin huomattavalla materiaali- ja reaktioajan säästöllä. He osoittivat, että ultrasoniction ei pahentanut tärkeimpiä sivureaktioita ja paransi peptidien synteesiä, joilla oli “vaikeat jaksot”, sijoittamalla ultraäänellä edistetyn kiinteän faasin peptidisynteesin (US-SPPS) nykyisten erittäin tehokkaiden peptidisynteettisten strategioiden joukkoon.
Korkean suorituskyvyn järjestelmien saatavuus peptidien ultraääni- (sonical) synteesiin mahdollistaa merkittävästi parantuneet synteesinopeudet ja raakatuotteiden puhtauden lisäämisen. (vrt. Wołczański et al., 2019)
Rasemisaation tutkimus. Manuaalisesti syntetisoitujen peptidien merkittävien 1H NMR-spektrien vertailu klassisella lähestymistavalla huoneenlämpötilassa vs. ultraäänimenetelmä korotetussa lämpötilassa. Hänen ja Cysin kemialliset muutokset α-protonien ja Acm: n metyleeniryhmän (vasemmat paneelit), Valin ɣ-metyyliprotonit (oikeat paneelit) osoittavat, että sonikaatio 70 ° C: ssa ei aiheuta rasemisoitumista.
(Tutkimus ja analyysi: Wołczański et ai., 2019)
Peptidien ultraääni pilkkominen
Kiinteän faasin peptidisynteesin (SPPS) jälkeen synteettiset peptidit on pilkottava polymeerihartseista. Tätä vaihetta kutsutaan myös suojauksen poistoksi. Kun verrataan tavallista ravistelua ja ultrasonicationia peptidipilkkomiseen hartsista, ravistelumenetelmä vaatii noin 1 tunnin, kun taas ultraäänipilkkominen voidaan suorittaa 15-20 minuutissa. Ultraäänipeptidipilkkoa voidaan soveltaa suojattujen aminohappojen ja peptidien pilkkomiseen, jotka liittyvät polystyreenihartseihin bentsyyliesterisidosten kautta.
Peptidien ultraäänipilkkominen polystyreenihartsista antaa korkean saannon peptidejä erittäin puhtaasti, ilman rasemisointia, nopeassa menettelyssä.
(tutkimus ja grafiikka: ©Anuradha ja Ravindranath, 1995)
Ultraäänellä kiihtynyt reaktori parantaa ja nopeuttaa peptidisynteesiä. Kuvassa näkyy ultraäänilaite UP200St sekoitetussa lasireaktorissa.
Hielscher Ultrasonics tarjoaa erilaisia ultraääniratkaisuja suoraan ja epäsuoraan sonikaatioon. Tehokkaat ja tarkasti ohjattavat ultraääniprosessorit toimittavat täsmälleen oikean määrän ultraäänienergiaa reaktioastiaan. Käytätpä ruiskuja, putkia, monikuoppalevyjä tai lasireaktoreita synteesiastiana, Hielscher Ultrasonics tarjoaa sopivimman ultraäänilaitteen peptidisovellukseesi.
- Räätälöidyt peptidit
- Laajamittainen peptidituotanto
- peptidikirjastot
Monet peptidisynteesit suoritetaan ruiskuissa (esim. fritted ruiskureaktorit). Hielscherin ultraääniruiskusekoitin sonikoi peptidiliuoksen kytkemällä ultraääniaallot ruiskun seinämän läpi nesteeseen. Ultraääniruiskusekoitin on yksi suosituimmista ultraääniliuoksista peptidien ultraäänellä avustettuun synteesiin.
Ultraäänikuppi on sopiva työkalu jopa 5 reaktoriastian sonikoimiseen, kun taas VialTweeter voi pitää jopa kymmenen reaktioputkea ja lisäksi viisi suurempaa astiaa kiinnitystarvikkeen kautta.
Muille reaktorityypeille, kuten Merrifield- tai Kamysz -kiinteäfaasireaktorille ja muille polypropeeni- tai borosilikaattiastioille / reaktoreille, Hielscher tarjoaa räätälöityjä ultraäänijärjestelmiä epäsuoraan sonikaatioon.
Kiinteän faasin peptidisynteesiin multiwell / mikrotitterilevyissä UIP400MTP on ihanteellinen laite. Ultraäänikavitaatio kytketään epäsuorasti tasaisesti lukuisiin näytekuoppiin erinomaisen massansiirron ja synteesireaktion aikaansaamiseksi. Katso alla oleva video nähdäksesi UIP400MTP toiminnassa!
Tietenkin suuremmat strirred-lasireaktorit, esimerkiksi liuosfaasisynteesiin, voidaan helposti varustaa minkä tahansa kokoisilla ultraääniantureilla (alias sonotrodes tai ultraäänisarvet).
- erilaisia ultraäänilaitetyyppejä
- suora ja epäsuora sonikaatio
- tarkka voimakkuuden säätö
- tarkka lämpötilan säätö
- jatkuva tai pulssi ultraääni
- Älykkäät ominaisuudet, ohjelmoitavat laitteet
- Saatavana kaikille taltioille
- lineaarinen skaalautuvuus
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita sekoitussovelluksiin, dispersioon, emulgointiin ja uuttamiseen laboratorio-, pilotti- ja teollisessa mittakaavassa.
Kirjallisuus / Viitteet
- 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.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Peptidejä
Peptidit ovat yhdisteitä, joissa useat aminohapot ovat sitoutuneet amidisidosten, niin sanottujen peptidisidosten, kautta. Kun sidottu monimutkaisiin rakenteisiin – Tyypillisesti koostuen 50 tai useammasta aminohaposta -, näitä suuria peptidirakenteita kutsutaan proteiineiksi. Peptidit ovat olennainen osa elämää ja niillä on lukuisia tehtäviä kehossa.
peptidisynteesi
Orgaanisessa kemiassa, molekyylibiologiassa ja biotieteissä peptidisynteesi on peptidien valmistusprosessi. Peptidit syntetisoidaan kemiallisesti yhden aminohapon karboksyyliryhmän kondensaatioreaktiolla toisen aminohapon aminohapporyhmään. Ryhmien (myös suojaavien ryhmien) strategioita käytetään yleensä välttämään ei-toivottuja sivureaktioita eri aminohappojen sivuketjujen kanssa.
Kemiallinen (in vitro) peptidisynteesi alkaa useimmiten kytkemällä saapuvan aminohapon karboksyyliryhmä (C-pääte) kasvavan peptidiketjun N-päähän. Toisin kuin tämä C-N-synteesi, pitkien peptidien luonnollinen proteiinibiosynteesi elävissä organismeissa tapahtuu vastakkaiseen suuntaan. Tämä tarkoittaa, että biosynteesissä saapuvan aminohapon N-pääte on sidottu proteiiniketjun C-päähän (N-to-C).
Useimmat peptidisynteesin tutkimus- ja kehitysprotokollat perustuvat kiinteän faasin menetelmiin, kun taas liuosfaasisynteesimenetelmiä löytyy peptidien laajamittaisesta teollisesta tuotannosta.
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta Teollisuuden koko.