Peptidszintézis teszi hatékony sonication
A szilárd fázisú peptidszintézis (SPPS) a peptidszintézis általános módszere. Az ultrahangos kezelés megbízható eszköz a szilárd fázisú peptidszintézis fokozására, ami magasabb hozamot, jobb tisztaságot, racemizációt és jelentősen felgyorsult reakciósebességet eredményez. A Hielscher Ultrasonics különböző ultrahangos megoldásokat kínál peptidszintézishez, hasításhoz és feloldáshoz.
Ultrahangos peptidszintézis
Az ultrahangos kezelést már széles körben alkalmazzák, mint a szerves szintézis fokozó módszerét, és jól ismert előnyeiről, mint például drasztikusan csökkent reakcióidők, magasabb hozamok, kevesebb melléktermék, az útvonalak kezdeményezése, amelyet más módon nem lehetett elérni, és / vagy jobb szelektivitás. Nagy előnyökkel is jár, ha az ultrahangos kezelés peptidszintézis reakciókhoz kapcsolódik. A kutatási eredmények kimutatták, hogy az ultrahanggal segített peptidszintézis nagy tisztaságú peptidek optimalizált hozamát éri el, racemizáció nélkül rövid reakcióidőn belül.
- Magas peptidhozamok
- Jelentősen gyorsabb szintézis
- Nagyobb peptid tisztaság
- Nincs racemizáció
- Különböző peptidek párhuzamos szintézise
- Lineáris skálázhatóság bármilyen kötetre
Ultrahangos cuphorn több reaktoredény egyenletes ultrahangos kezelésére a jobb peptidszintézis érdekében.
A Merrifield szilárd fázisú peptidszintézist bemutató ábra. Az ultrahangos kezelést a szintézis reakciójának elősegítésére és fokozására, valamint a gyantából szintetizált peptidek hasítására használják.
Grafika: ©Conejos-Sanchez et al., 2014)
A szilárd fázisú peptidszintézis ultrahanggal javult
A szilárd fázisú peptidszintézis (SPPS) olyan kémiai reakció, amely lehetővé teszi egy peptidlánc összeállítását az aminosavszármazékok egymást követő reakcióin keresztül oldhatatlan porózus hordozón. A hagyományos szilárd fázisú peptidszintézis azonban viszonylag nem hatékony és lassú folyamat. Ezért a peptidszintézis ultrahangos intenzívebbé tétele a peptidek hatékonyabb és gyorsabb szintézisének nagyra értékelt eszköze.
Silva et al. (2021) összehasonlította a "klasszikus" fluorenil-metoxikarbonil (Fmoc) -szilárd fázisú peptidszintézist (SPPS) ultrahanggal (US) támogatott SPPS-sel három peptid, nevezetesen a fibroblaszt növekedési faktor receptor 3 (FGFR3) specifikus peptid Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) és az új Pep2 (RQMATADEA-NH2) és Pep3 peptidek (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2) előállítása alapján.
Az amerikai asszisztált SPPS 14-szeres (Pep1) és 4-szeres (Pep2) időcsökkenést (Pep2) eredményezett a peptid összeszerelésben a "klasszikus" módszerhez képest. Érdekes módon az ultrahanggal segített SPPS nagyobb tisztaságú Pep1-et eredményezett (82%), mint a "klasszikus" SPPS (73%). A jelentős időcsökkenés és az elért magas nyers peptid tisztaság arra késztette a kutatócsoportot, hogy amerikai asszisztált SPPS-t alkalmazzon a nagy Pep3 peptidre, amely nagyszámú hidrofób aminosavat és homooligo-szekvenciát mutat. Figyelemre méltó, hogy ennek a 25-mer peptidnek a szintézise kevesebb, mint 6 óra (347 perc) alatt jött létre mérsékelt tisztaságban (kb. 49%).
Gyorsabb peptidszintézis szilárd fázisú peptidszintézissel ultrahangos keveréssel.
(Tanulmány és elemzés: Wołczański et al., 2019)
Merlino et al. (2019) átfogó tanulmányt is végzett az Fmoc-alapú szilárd fázisú peptidszintézisre gyakorolt ultrahangos hatásokról, amelyek lehetővé tették különböző biológiailag aktív peptidek (legfeljebb 44-mer) szintézisét, figyelemre méltó anyag- és reakcióidő-megtakarítással. Kimutatták, hogy az ultrahangos kezelés nem súlyosbította a fő mellékhatásokat, és javította a peptidek szintézisét “Nehéz szekvenciák”, az ultrahanggal támogatott szilárd fázisú peptidszintézist (US-SPPS) a jelenlegi nagy hatékonyságú peptid szintetikus stratégiák közé sorolva.
A peptidek ultrahangos (szonális) szintézisére szolgáló nagy teljesítményű rendszerek rendelkezésre állása jelentősen javítja a szintézis sebességét és a nyers termékek tisztaságának növelését. (vö. Wołczański et al., 2019)
A racemizáció vizsgálata. A modellek szignifikáns 1H NMR spektrumainak összehasonlítása manuálisan szintetizált peptidek klasszikus megközelítéssel szobahőmérsékleten és ultrahangos módszerrel magas hőmérsékleten. A His és Cys kémiai eltolódása α-protonok és az Acm metiléncsoportja (bal panelek), a Val ɣ-metil protonjai (jobb panelek) azt mutatják, hogy az ultrahangos kezelés 70 ° C-on nem okoz racemizációt.
(Tanulmány és elemzés: Wołczański et al., 2019)
Peptidek ultrahangos hasítása
A szilárd fázisú peptidszintézis (SPPS) után a szintetizált peptideket a polimergyantákból kell hasítani. Ezt a lépést deprotectionnek is nevezik. Amikor összehasonlítjuk a gyantából származó peptid hasítás közös rázását és ultrahangos kezelését, a rázási módszer kb. 1 óra, míg az ultrahangos hasítás 15-20 perc alatt érhető el. Az ultrahangos peptid hasítás alkalmazható a polisztirol gyantákhoz kapcsolódó védett aminosavak és peptidek hasítására benzil-észter kötéseken keresztül.
A peptidek ultrahangos hasítása a polisztirol gyantából nagy tisztaságú peptidek nagy hozamát eredményezi, racemizáció nélkül, gyors eljárással.
(tanulmány és grafika: ©Anuradha és Ravindranath, 1995)
Ultrahanggal kevert reaktor a jobb és gyorsított peptidszintézishez. A képen a ultrahangos UP200St kevert üvegreaktorban.
A Hielscher Ultrasonics különböző ultrahangos megoldásokat kínál közvetlen és közvetett ultrahangos kezeléshez. Erőteljes és pontosan szabályozható ultrahangos processzorok pontosan a megfelelő mennyiségű ultrahang energiát szállítják a reakcióedénybe. Akár fecskendőket, csöveket, többlyukú lemezeket vagy üvegreaktorokat használ szintézisedényként, a Hielscher Ultrasonics a legmegfelelőbb ultrahangos készüléket kínálja peptid alkalmazásához.
- Testreszabott peptidek
- nagyüzemi peptidtermelés
- peptid könyvtárak
Számos peptidszintézist fecskendőkben végeznek (pl. frittált fecskendőreaktorok). A Hielscher ultrahangos fecskendőkeverője szonikálja a peptidoldatot, összekapcsolva az ultrahanghullámokat a fecskendő falán keresztül a folyadékba. Az ultrahangos fecskendő keverő az egyik legnépszerűbb ultrahangos megoldás az ultrahanggal segített peptidek szintéziséhez.
Az ultrahangos cuphorn alkalmas eszköz akár 5 reaktoredény ultrahangos kezelésére, míg a VialTweeter akár tíz reakciócsövet is képes tartani, plusz öt nagyobb edényt szorító tartozékon keresztül.
Más reaktortípusokhoz, mint például a Merrifield vagy Kamysz szilárd fázisú reaktor és más polipropilén vagy boroszilikát edények / reaktorok, Hielscher testreszabott bilincses ultrahangos rendszereket kínál közvetett ultrahangos kezeléshez.
A szilárd fázisú peptidszintézishez multiwell / mikrotiter lemezekben a UIP400MTP ideális eszköz. Az ultrahangos kavitáció közvetetten egyenletesen kapcsolódik a számos mintakúthoz a kiváló tömegátadás és szintézis reakció érdekében. Nézze meg az alábbi videót, hogy megtekinthesse a UIP400MTP akcióban!
Természetesen a nagyobb csíkos üvegreaktorok, pl. oldat-fázis szintézishez, könnyen felszerelhetők bármilyen méretű ultrahangos szondákkal (más néven sonotrodes vagy ultrahangos szarvak).
- különböző ultrahangos típusok
- közvetlen és közvetett szonikáció
- Precíz intenzitásszabályozás
- Precíz hőmérséklet-szabályozás
- folyamatos vagy pulzáló ultrahang
- Intelligens funkciók, programozható eszközök
- Bármilyen kötethez elérhető
- lineáris méretezhetőség
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti és ipari méretekben.
Irodalom / Hivatkozások
- 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.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Peptidek
A peptidek olyan vegyületek, amelyekben több aminosav kapcsolódik amidkötésekhez, úgynevezett peptidkötésekhez. Összetett szerkezetekhez kötve – Általában 50 vagy több aminosavból áll, ezeket a nagy peptidszerkezeteket fehérjéknek nevezik. A peptidek az élet alapvető építőkövei, és számos funkciót töltenek be a szervezetben.
peptid szintézis
A szerves kémia, a molekuláris biológia és az élettudomány területén a peptidszintézis a peptidek előállításának folyamata. A peptideket kémiailag szintetizáljuk az egyik aminosav karboxilcsoportjának kondenzációs reakciójával egy másik aminosav aminocsoportjához. A védőcsoportok (védőcsoportok) stratégiáit általában azért alkalmazzák, hogy elkerüljék a nemkívánatos mellékhatásokat a különböző aminosav oldalláncokkal.
A kémiai (in-vitro) peptidszintézis leggyakrabban a bejövő aminosav karboxilcsoportjának (C-terminus) a növekvő peptidlánc N-terminálisához való kapcsolásával kezdődik. Ezzel a C-N-szintézissel ellentétben a hosszú peptidek természetes fehérje bioszintézise az élő szervezetekben az ellenkező irányban történik. Ez azt jelenti, hogy a bioszintézisben a bejövő aminosav N-terminálisa kapcsolódik a fehérjelánc C-terminálisához (N-C).
A peptidszintézis legtöbb kutatási és fejlesztési protokollja szilárd fázisú módszereken alapul, míg az oldatfázisú szintézis módszerek megtalálhatók a peptidek nagyüzemi ipari előállításában.
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.