સોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને પેપ્ટાઇડ સિન્થેસિસને કાર્યક્ષમ બનાવ્યું

સોલિડ ફેઝ પેપ્ટાઈડ સિન્થેસિસ (SPPS) એ પેપ્ટાઈડ સિન્થેસિસ માટેની સામાન્ય પદ્ધતિ છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન એ ઘન તબક્કાના પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણને વધુ તીવ્ર બનાવવા માટેનું એક વિશ્વસનીય સાધન છે, જેના પરિણામે ઉચ્ચ ઉપજ, સુધારેલ શુદ્ધતા, કોઈ રેસીમાઇઝેશન અને નોંધપાત્ર રીતે પ્રવેગિત પ્રતિક્રિયા ગતિમાં પરિણમે છે. Hielscher Ultrasonics પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ, ક્લીવેજ અને ઓગળવા માટે વિવિધ અલ્ટ્રાસોનિક ઉકેલો પ્રદાન કરે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ

અલ્ટ્રાસોનિકેશન પહેલાથી જ કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં તીવ્ર પદ્ધતિ તરીકે વ્યાપકપણે લાગુ કરવામાં આવે છે અને તેના ફાયદાઓ માટે જાણીતું છે જેમ કે તીવ્ર ઘટાડો પ્રતિક્રિયા સમય, ઉચ્ચ ઉપજ, ઓછી આડપેદાશો, પાથવેની શરૂઆત, જે અન્ય રીતે પ્રાપ્ત કરી શકાતી નથી, અને/અથવા વધુ સારી પસંદગી. મહાન લાભો પણ મેળવી શકાય છે, જ્યારે સોનિકેશનને પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓમાં જોડવામાં આવે છે. સંશોધન પરિણામોએ દર્શાવ્યું છે કે અલ્ટ્રાસોનિકલી સહાયિત પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ ટૂંકા પ્રતિક્રિયા સમયની અંદર રેસીમાઇઝેશન વિના, ઉચ્ચ શુદ્ધતા સાથે પેપ્ટાઇડ્સની ઑપ્ટિમાઇઝ ઉપજ પ્રાપ્ત કરે છે.

સોલિડ ફેઝ પેપ્ટાઇડ સિન્થેસિસ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે સુધારેલ છે

સોલિડ ફેઝ પેપ્ટાઈડ સિન્થેસિસ (SPPS) એ એક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે જે અદ્રાવ્ય છિદ્રાળુ આધાર પર એમિનો એસિડ ડેરિવેટિવ્ઝની ક્રમિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા પેપ્ટાઈડ સાંકળને એસેમ્બલી કરવાની મંજૂરી આપે છે. જો કે, પરંપરાગત સોલિડ-ફેઝ પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ પ્રમાણમાં બિનકાર્યક્ષમ અને ધીમી પ્રક્રિયા છે. તેથી, પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણની અલ્ટ્રાસોનિક તીવ્રતા એ પેપ્ટાઇડ્સના વધુ અસરકારક અને ઝડપી સંશ્લેષણ માટે ખૂબ જ માનવામાં આવતું સાધન છે.
Silva et al. (2021) compared “classical” fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc)-solid phase peptide synthesis (SPPS) with ultrasound (US)-assisted SPPS based on the preparation of three peptides, namely the fibroblast growth factor receptor 3(FGFR3)-specific peptide Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) and the novel peptides Pep2 (RQMATADEA-NH2) and Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
US-assisted SPPS led to a 14-fold (Pep1) and 4-fold time reduction (Pep2) in peptide assembly compared to the “classical” method. Interestingly, ultrasound-assisted SPPS yielded Pep1 in higher purity (82%) than the “classical” SPPS (73%). The significant time reduction combined with high crude peptide purity attained prompted the research team to apply US-assisted SPPS to the large peptide Pep3, which displays a high number of hydrophobic amino acids and homooligo-sequences. Remarkably, the synthesis of this 25-mer peptide was attained within less than 6 hours (347 min) in moderate purity (approx. 49%).

મર્લિનો એટ અલ. (2019) એ Fmoc-આધારિત સોલિડ-ફેઝ પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ પર અલ્ટ્રાસોનિક અસરોનો વ્યાપક અભ્યાસ પણ હાથ ધર્યો હતો, જેણે સામગ્રી અને પ્રતિક્રિયા સમયની નોંધપાત્ર બચત સાથે, વિવિધ જૈવિક રીતે સક્રિય પેપ્ટાઇડ્સ (44-મેર સુધી) ના સંશ્લેષણની મંજૂરી આપી હતી. તેઓએ દર્શાવ્યું કે અલ્ટ્રાસોનીકશન મુખ્ય બાજુની પ્રતિક્રિયાઓને વધારે તીવ્ર બનાવતું નથી અને પેપ્ટાઈડ્સના સંશ્લેષણમાં સુધારો કરે છે. “મુશ્કેલ સિક્વન્સ”, અલ્ટ્રાસોનિકલી-પ્રમોટેડ સોલિડ-ફેઝ પેપ્ટાઇડ સિન્થેસિસ (યુએસ-એસપીપીએસ) ને વર્તમાન ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમ પેપ્ટાઇડ સિન્થેટીક વ્યૂહરચનાઓ વચ્ચે મૂકીને.

પેપ્ટાઇડ્સના અલ્ટ્રાસોનિક (સોનિકલ) સંશ્લેષણ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન પ્રણાલીઓની ઉપલબ્ધતા નોંધપાત્ર રીતે સુધારેલ સંશ્લેષણ દર અને કાચા ઉત્પાદનોની શુદ્ધતામાં વધારો કરવાની મંજૂરી આપે છે. (cf. Wołczański et al., 2019)

પેપ્ટાઇડ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીવેજ

સોલિડ-ફેઝ પેપ્ટાઈડ સિન્થેસિસ (SPPS) પછી, સિન્થેસાઈઝ્ડ પેપ્ટાઈડ્સ પોલિમેરિક રેઝિનમાંથી ક્લીવ્ડ હોવા જોઈએ. આ પગલું ડિપ્રોટેક્શન તરીકે પણ ઓળખાય છે. જ્યારે રેઝિનમાંથી પેપ્ટાઇડ ક્લીવેજ માટે સામાન્ય ધ્રુજારી અને અલ્ટ્રાસોનિકેશનની સરખામણી કરવામાં આવે છે, ત્યારે ધ્રુજારીની પદ્ધતિ માટે આશરે જરૂરી છે. 1 કલાક, જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીવેજ 15 થી 20 મિનિટમાં પૂર્ણ કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક પેપ્ટાઈડ ક્લીવેજ બેન્ઝીલિક એસ્ટર બોન્ડ દ્વારા પોલિસ્ટરીન રેઝિન સાથે જોડાયેલા સુરક્ષિત એમિનો એસિડ અને પેપ્ટાઈડ્સના ક્લીવેજ પર લાગુ કરી શકાય છે.

પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ
Hielscher Ultrasonics પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ sonication માટે વિવિધ અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્યુશન ઓફર કરે છે. શક્તિશાળી અને ચોક્કસ નિયંત્રણ કરી શકાય તેવા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ પ્રતિક્રિયા જહાજને બરાબર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઊર્જા પૂરી પાડે છે. તમે સિરીંજ, ટ્યુબ, મલ્ટિ-વેલ પ્લેટ્સ અથવા ગ્લાસ રિએક્ટરનો ઉપયોગ સિન્થેસિસ વેસલ તરીકે કરો છો, Hielscher Ultrasonics તમારા પેપ્ટાઈડ એપ્લિકેશન માટે સૌથી યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિકેટર ઓફર કરે છે.

Many peptide syntheses are performed in syringes (e.g., fritted syringe reactors). Hielscher’s ultrasonic syringe agitator sonicates the peptide solution coupling the ultrasound waves through the syringe wall into the liquid. The ultrasonic syringe agitator is one of the most popular ultrasonic solutions for the ultrasonically-assisted synthesis of peptides.
અલ્ટ્રાસોનિક કપહોર્ન એ 5 રિએક્ટર જહાજોને સોનિકેટ કરવા માટે યોગ્ય સાધન છે, જ્યારે VialTweeter ક્લેમ્પ-ઓન એક્સેસરી દ્વારા દસ સુધી પ્રતિક્રિયા ટ્યુબ ઉપરાંત પાંચ મોટા જહાજને પકડી શકે છે.
અન્ય રિએક્ટર પ્રકારો જેમ કે મેરીફિલ્ડ અથવા કમિસ્ઝ સોલિડ-ફેઝ રિએક્ટર અને અન્ય પોલીપ્રોપીલિન અથવા બોરોસિલિકેટ જહાજો? રિએક્ટર માટે, હિલ્સચર પરોક્ષ સોનિકેશન માટે કસ્ટમાઇઝ્ડ ક્લેમ્પ-ઓન અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સ પ્રદાન કરે છે.
મલ્ટિવેલ/માઈક્રોટાઈટર પ્લેટ્સમાં સોલિડ ફેઝ પેપ્ટાઈડ સિન્થેસિસ માટે, UIP400MTP એ આદર્શ ઉપકરણ છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ શ્રેષ્ઠ માસ ટ્રાન્સફર અને સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયા માટે અસંખ્ય નમૂના કુવાઓમાં પરોક્ષ રીતે એકસરખી રીતે જોડાયેલું છે. જોવા માટે નીચેનો વિડિયો જુઓ UIP400MTP ક્રિયામાં!
અલબત્ત, સોલ્યુશન-ફેઝ સિન્થેસિસ માટે મોટા સ્ટ્રાઇર્ડ ગ્લાસ રિએક્ટર, કોઈપણ કદના અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ (ઉર્ફે સોનોટ્રોડ્સ અથવા અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન)થી સરળતાથી સજ્જ થઈ શકે છે.