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.
- ઉચ્ચ પેપ્ટાઇડ ઉપજ
- નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી સંશ્લેષણ
- ઉચ્ચ પેપ્ટાઇડ શુદ્ધતા
- કોઈ racemization
- વિવિધ પેપ્ટાઇડ્સનું સમાંતર સંશ્લેષણ
- કોઈપણ વોલ્યુમ માટે રેખીય સ્કેલેબલ
સુધારેલ પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ માટે ઘણા રિએક્ટર જહાજોના સમાન સોનિકેશન માટે અલ્ટ્રાસોનિક કપહોર્ન.
મેરીફિલ્ડ સોલિડ ફેઝ પેપ્ટાઇડ સિન્થેસિસનું નિદર્શન કરતું ગ્રાફિક. અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપવા અને વધારવા તેમજ રેઝિનમાંથી સંશ્લેષિત પેપ્ટાઇડ્સના ક્લીવેજ માટે થાય છે.
ગ્રાફિક: ©કોનેજોસ-સાંચેઝ એટ અલ., 2014)
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.
સિલ્વા એટ અલ. (2021) ત્રણ પેપ્ટાઈડ્સ, એટલે કે ફાઈબ્રોબ્લાસ્ટ ગ્રોથ ફેક્ટર રીસેપ્ટર 3(FGFR3)-વિશિષ્ટ પેપ્ટાઈડ પેપ્ટાઈડ પેપ1 VSPPLTLGQLLS-NH2) અને નવલકથા પેપ્ટાઇડ્સ Pep2 (RQMATADEA-NH2) અને Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
યુએસ-આસિસ્ટેડ SPPS પેપ્ટાઇડ એસેમ્બલીમાં 14-ગણો (Pep1) અને 4-ગણો સમય ઘટાડો (Pep2) તરફ દોરી જાય છે જે "શાસ્ત્રીય" પદ્ધતિની તુલનામાં છે. રસપ્રદ રીતે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત SPPS એ "શાસ્ત્રીય" SPPS (73%) કરતાં વધુ શુદ્ધતા (82%) માં Pep1 પ્રાપ્ત કર્યું. ઉચ્ચ ક્રૂડ પેપ્ટાઈડ શુદ્ધતા સાથે મળીને નોંધપાત્ર સમય ઘટાડાથી સંશોધન ટીમને મોટા પેપ્ટાઈડ Pep3 પર યુએસ-સહાયિત SPPS લાગુ કરવા માટે પ્રેરિત કરવામાં આવી, જે હાઈડ્રોફોબિક એમિનો એસિડ અને હોમોલિગો-સિક્વન્સની ઊંચી સંખ્યા દર્શાવે છે. નોંધપાત્ર રીતે, આ 25-મેર પેપ્ટાઇડનું સંશ્લેષણ 6 કલાક (347 મિનિટ) કરતાં ઓછા સમયમાં મધ્યમ શુદ્ધતા (અંદાજે 49%) માં પ્રાપ્ત થયું હતું.
અલ્ટ્રાસોનિક આંદોલનનો ઉપયોગ કરીને નક્કર તબક્કાના પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ દ્વારા ઝડપી પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ.
(અભ્યાસ અને વિશ્લેષણ: વોલ્કઝાન્સ્કી એટ અલ., 2019)
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)
રેસીમાઇઝેશનની તપાસ. ઓરડાના તાપમાને શાસ્ત્રીય અભિગમ વિ એલિવેટેડ તાપમાન પર અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને જાતે સંશ્લેષિત મોડેલ પેપ્ટાઇડ્સના નોંધપાત્ર 1H NMR સ્પેક્ટ્રાની સરખામણી. હિઝ અને સાયસ α-પ્રોટોન અને Acm (ડાબી પેનલ્સ), ɣ-મિથાઈલ પ્રોટોન ઓફ Val (જમણે પેનલ્સ) ના મિથિલિન જૂથના રાસાયણિક પરિવર્તન દર્શાવે છે કે 70°C પર સોનિકેશન રેસીમાઇઝેશનનું કારણ નથી.
(અભ્યાસ અને વિશ્લેષણ: વોલ્કઝાન્સ્કી એટ અલ., 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.
પોલિસ્ટરીન રેઝિનમાંથી પેપ્ટાઇડ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીવેજ ઝડપી પ્રક્રિયામાં, રેસીમાઇઝેશન વિના, ઉચ્ચ શુદ્ધતામાં પેપ્ટાઇડ્સની ઉચ્ચ ઉપજ આપે છે.
(અભ્યાસ અને ગ્રાફિક: ©અનુરાધા અને રવિન્દ્રનાથ, 1995)
સુધારેલ અને ત્વરિત પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ માટે અલ્ટ્રાસોનિકલી ઉત્તેજિત રિએક્ટર. ચિત્ર બતાવે છે અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP200St હલાવવામાં આવેલા ગ્લાસ રિએક્ટરમાં.
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.
- કસ્ટમાઇઝ્ડ પેપ્ટાઇડ્સ
- મોટા પાયે પેપ્ટાઇડ ઉત્પાદન
- પેપ્ટાઇડ લાઇબ્રેરીઓ
ઘણા પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ સિરીંજમાં કરવામાં આવે છે (દા.ત., ફ્રિટેડ સિરીંજ રિએક્ટર). Hielscher માતાનો અલ્ટ્રાસોનિક સિરીંજ આંદોલનકારી પ્રવાહી માં સિરીંજ દિવાલ મારફતે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો જોડી પેપ્ટાઇડ ઉકેલ sonicates. અલ્ટ્રાસોનિક સિરીંજ આંદોલનકારી એ પેપ્ટાઇડ્સના અલ્ટ્રાસોનિકલી-સહાયિત સંશ્લેષણ માટેના સૌથી લોકપ્રિય અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્યુશન્સમાંનું એક છે.
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.
- વિવિધ પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિકેટર
- પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ sonication
- ચોક્કસ તીવ્રતા નિયંત્રણ
- ચોક્કસ તાપમાન નિયંત્રણ
- સતત અથવા સ્પંદનીય અલ્ટ્રાસાઉન્ડ
- સ્માર્ટ સુવિધાઓ, પ્રોગ્રામેબલ ઉપકરણો
- કોઈપણ વોલ્યુમ માટે ઉપલબ્ધ
- રેખીય માપનીયતા
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
Hielscher Ultrasonics લેબ, પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક સ્કેલ પર મિશ્રણ એપ્લિકેશન, વિક્ષેપ, ઇમલ્સિફિકેશન અને નિષ્કર્ષણ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે.
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- 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.
જાણવા લાયક હકીકતો
પેપ્ટાઈડ્સ
પેપ્ટાઈડ્સ એવા સંયોજનો છે જ્યાં બહુવિધ એમિનો એસિડ એમાઈડ બોન્ડ્સ, કહેવાતા પેપ્ટાઈડ બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. જ્યારે જટિલ રચનાઓમાં બંધાયેલ હોય છે – સામાન્ય રીતે 50 અથવા વધુ એમિનો એસિડનો સમાવેશ થાય છે -, આ મોટા પેપ્ટાઇડ માળખાને પ્રોટીન કહેવામાં આવે છે. પેપ્ટાઇડ્સ એ જીવનનો આવશ્યક બિલ્ડીંગ બ્લોક છે અને શરીરમાં અસંખ્ય કાર્યોને પરિપૂર્ણ કરે છે.
પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ
કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર, મોલેક્યુલર બાયોલોજી અને જીવન વિજ્ઞાનમાં, પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ એ પેપ્ટાઇડ્સ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા છે. પેપ્ટાઇડ્સ રાસાયણિક રીતે એક એમિનો એસિડના કાર્બોક્સિલ જૂથની અન્ય એમિનો એસિડના એમિનો જૂથની ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયા દ્વારા સંશ્લેષણ થાય છે. વિવિધ એમિનો એસિડ બાજુની સાંકળો સાથે અનિચ્છનીય બાજુની પ્રતિક્રિયાઓને ટાળવા માટે સામાન્ય રીતે રક્ષણાત્મક જૂથો (રક્ષણાત્મક જૂથો) વ્યૂહરચનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક (ઇન-વિટ્રો) પેપ્ટાઇડ સંશ્લેષણ મોટાભાગે ઇનકમિંગ એમિનો એસિડ (સી-ટર્મિનસ) ના કાર્બોક્સિલ જૂથને વધતી પેપ્ટાઇડ સાંકળના એન-ટર્મિનસ સાથે જોડીને શરૂ થાય છે. આ સી-ટુ-એન સંશ્લેષણથી વિપરીત, જીવંત જીવોમાં લાંબા પેપ્ટાઇડ્સનું કુદરતી પ્રોટીન જૈવસંશ્લેષણ વિરુદ્ધ દિશામાં થાય છે. આનો અર્થ એ છે કે જૈવસંશ્લેષણમાં, આવનારા એમિનો એસિડનું N-ટર્મિનસ પ્રોટીન સાંકળ (N-to-C) ના C-ટર્મિનસ સાથે જોડાયેલું છે.
પેપ્ટાઈડ સંશ્લેષણ માટેના મોટાભાગના સંશોધન અને વિકાસ પ્રોટોકોલ સોલિડ-ફેઝ પદ્ધતિઓ પર આધારિત છે, જ્યારે સોલ્યુશન-ફેઝ સિન્થેસિસ પદ્ધતિઓ પેપ્ટાઈડ્સના મોટા પાયે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં મળી શકે છે.
Hielscher Ultrasonics થી ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે પ્રયોગશાળા પ્રતિ ઔદ્યોગિક કદ.