Sintesis Peptida dibuat Efisien menggunakan Sonikasi
Solid Phase Peptide Synthesis (SPPS) adalah metode umum untuk sintesis peptida. Ultrasonication adalah alat yang dapat diandalkan untuk mengintensifkan sintesis peptida fase padat yang menghasilkan hasil yang lebih tinggi, kemurnian yang lebih baik, tidak ada racemization dan kecepatan reaksi yang dipercepat secara signifikan. Hielscher Ultrasonics menawarkan berbagai solusi ultrasonik untuk sintesis peptida, pembelahan, dan pelarutan.
Sintesis Peptida Ultrasonik
Ultrasonication sudah banyak diterapkan sebagai metode mengintensifkan dalam sintesis organik dan terkenal karena keuntungannya seperti waktu reaksi berkurang secara drastis, hasil yang lebih tinggi, lebih sedikit produk sampingan, inisiasi jalur, yang tidak dapat dicapai dengan cara lain, dan / atau selektivitas yang lebih baik. Manfaat besar juga dapat diperoleh, ketika sonikasi digabungkan menjadi reaksi sintesis peptida. Hasil penelitian telah menunjukkan bahwa sintesis peptida ultrasonically dibantu mencapai hasil dioptimalkan peptida dengan kemurnian tinggi, tanpa racemization dalam waktu reaksi yang singkat.
- Hasil peptida tinggi
- Sintesis yang jauh lebih cepat
- Kemurnian peptida yang lebih tinggi
- Tidak ada racemization
- Sintesis paralel dari berbagai peptida
- Linear dapat diskalakan ke volume apa pun
Ultrasonic cuphorn untuk sonikasi seragam dari beberapa kapal reaktor untuk meningkatkan sintesis peptida.
Grafis yang menunjukkan sintesis peptida fase padat Merrifield. Ultrasonication digunakan untuk mempromosikan dan meningkatkan reaksi sintesis serta untuk pembelahan peptida disintesis dari resin.
Grafik: ©Conejos-Sanchez et al., 2014)
Sintesis Peptida Fase Padat Ditingkatkan dengan Ultrasound
Solid Phase Peptide Synthesis (SPPS) adalah reaksi kimia yang memungkinkan perakitan rantai peptida melalui reaksi berturut-turut turunan asam amino pada dukungan berpori yang tidak larut. Namun, sintesis peptida fase padat tradisional adalah proses yang relatif tidak efisien dan lambat. Oleh karena itu, intensifikasi ultrasonik sintesis peptida adalah alat yang sangat dihormati untuk sintesis peptida yang lebih berkhasiat dan cepat.
Silva et al. (2021) membandingkan sintesis peptida fase padat "klasik" (Fmoc)-solid phase peptide synthesis (SPPS) dengan SPPS yang dibantu ULTRASOUND (AS) berdasarkan persiapan tiga peptida, yaitu reseptor faktor pertumbuhan fibroblast 3 (FGFR3) - peptide spesifik Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) dan peptida baru Pep2 (RQMATADEA-NH2) dan Pep3 (AAVALLPAVLLALRQLAPMATADEA-NH2).
SPPS yang dibantu AS menyebabkan pengurangan waktu 14 kali lipat (Pep1) dan 4 kali lipat (Pep2) dalam perakitan peptida dibandingkan dengan metode "klasik". Menariknya, SPPS yang dibantu ultrasound menghasilkan Pep1 dalam kemurnian yang lebih tinggi (82%) daripada SPPS "klasik" (73%). Pengurangan waktu yang signifikan dikombinasikan dengan kemurnian peptida mentah yang tinggi yang dicapai mendorong tim peneliti untuk menerapkan SPPS yang dibantu AS ke Pep3 peptida besar, yang menampilkan sejumlah besar asam amino hidrofobik dan urutan homooligo. Hebatnya, sintesis peptida 25-mer ini dicapai dalam waktu kurang dari 6 jam (347 menit) dalam kemurnian sedang (sekitar 49%).
Sintesis peptida yang lebih cepat melalui sintesis peptida fase padat menggunakan agitasi ultrasonik.
(Studi dan analisis: Wołczański et al., 2019)
Merlino et al. (2019) juga melakukan studi komprehensif tentang efek ultrasonik pada sintesis peptida fase padat berbasis Fmoc, yang memungkinkan sintesis peptida aktif biologis yang berbeda (hingga 44-mer), dengan penghematan bahan dan waktu reaksi yang luar biasa. Mereka menunjukkan bahwa ultrasoniction tidak memperburuk reaksi sisi utama dan meningkatkan sintesis peptida yang diberkahi dengan “urutan yang sulit”, menempatkan sintesis peptida fase padat yang dipromosikan secara ultrasonik (US-SPPS) di antara strategi sintetis peptida efisien tinggi saat ini.
Ketersediaan sistem berkinerja tinggi untuk sintesis ultrasonik (sonical) peptida memungkinkan tingkat sintesis yang meningkat secara signifikan dan peningkatan kemurnian produk mentah. (lih. Wołczański et al., 2019)
Investigasi rasmisasi. Perbandingan spektrum NMR 1H yang signifikan dari model peptida yang disintesis secara manual menggunakan pendekatan klasik pada suhu kamar vs metode ultrasonik pada suhu tinggi. Pergeseran kimia his dan Cys α-proton dan metilen kelompok Acm (panel kiri), ɣ-metil proton Val (panel kanan) menunjukkan bahwa sonikasi pada 70 ° C tidak menyebabkan racemization.
(Studi dan analisis: Wołczański et al., 2019)
Ultrasonic Belahan Dada Peptida
Setelah sintesis peptida fase padat (SPPS), peptida yang disintesis harus dibelah dari resin polimer. Langkah ini juga dikenal sebagai deprotection. Ketika gemetar umum dan ultrasonikasi untuk belahan dada peptida dari resin dibandingkan, metode gemetar membutuhkan sekitar 1 jam, sementara pembelahan ultrasonik dapat dicapai dalam 15 sampai 20 menit. Pembelahan peptida ultrasonik dapat diterapkan pada pembelahan asam amino yang dilindungi dan peptida yang terkait dengan resin polistyren melalui ikatan ester benzylik.
Pembelahan ultrasonik peptida dari resin polystyrene memberikan hasil peptida yang tinggi dalam kemurnian tinggi, tanpa racemization, dalam prosedur yang cepat.
(studi dan grafik: ©Anuradha dan Ravindranath, 1995)
Reaktor ultrasonically gelisah untuk sintesis peptida ditingkatkan dan dipercepat. Gambar menunjukkan ultrasonicator UP200St dalam reaktor kaca yang diaduk.
Hielscher Ultrasonics menawarkan berbagai solusi ultrasonik untuk sonikasi langsung dan tidak langsung. Prosesor ultrasonik yang kuat dan dapat dikontrol dengan tepat memasok jumlah energi ultrasound yang tepat ke bejana reaksi. Apakah Anda menggunakan jarum suntik, tabung, pelat multi-sumur, atau reaktor kaca sebagai bejana sintesis, Hielscher Ultrasonics menawarkan ultrasonicator yang paling cocok untuk aplikasi peptida Anda.
- peptida yang disesuaikan
- produksi peptida skala besar
- perpustakaan peptida
Banyak sintesis peptida dilakukan dalam jarum suntik (misalnya, reaktor jarum suntik fritted). Agitator jarum suntik ultrasonik Hielscher sonicates larutan peptida menggabungkan gelombang ultrasound melalui dinding jarum suntik ke dalam cairan. Agitator jarum suntik ultrasonik adalah salah satu solusi ultrasonik paling populer untuk sintesis peptida yang dibantu secara ultrasonik.
Cuphorn ultrasonik adalah alat yang cocok untuk sonicate hingga 5 kapal reaktor, sementara VialTweeter dapat menampung hingga sepuluh tabung reaksi ditambah tambahan lima kapal yang lebih besar melalui aksesori penjepit.com.
Untuk jenis reaktor lain seperti Merrifield atau Kamysz reaktor fase padat dan polypropylene atau borosilicate kapal / reaktor lainnya, Hielscher menawarkan disesuaikan clamp-on sistem ultrasonik untuk sonikasi tidak langsung.
Untuk sintesis peptida fase padat dalam pelat multiwell / microtiter, UIP400MTP adalah perangkat yang ideal. Kavitasi ultrasonik secara tidak langsung digabungkan secara seragam ke dalam banyak sumur sampel untuk transfer massa yang unggul dan reaksi sintesis. Tonton video di bawah ini untuk melihat UIP400MTP aktif!
Tentu saja, reaktor kaca strirred yang lebih besar, misalnya untuk sintesis fase larutan, dapat dengan mudah dilengkapi dengan probe ultrasonik (alias sonotrodes atau tanduk ultrasonik) dari berbagai ukuran.
- berbagai jenis ultrasonicator
- untuk sonaikasi langsung dan tidak langsung
- kontrol intensitas yang tepat
- kontrol temperatur yang tepat
- ultrasound terus menerus atau berdenyut
- fitur pintar, perangkat yang dapat diprogram
- Tersedia untuk volume apa pun
- Skalabilitas linear
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala industri.
Literatur/referensi
- 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.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Peptida
Peptida adalah senyawa di mana beberapa asam amino dihubungkan melalui ikatan amida, yang disebut ikatan peptida. Ketika terikat dalam struktur yang kompleks – Biasanya terdiri dari 50 atau lebih asam amino - struktur peptida besar ini disebut protein. Peptida adalah blok bangunan penting kehidupan dan memenuhi berbagai fungsi dalam tubuh.
Sintesis Peptida
Dalam kimia organik, biologi molekuler, dan ilmu kehidupan, sintesis peptida adalah proses memproduksi peptida. Peptida disintesis secara kimia melalui reaksi kondensasi dari gugus karboksil dari satu asam amino ke gugus amino asam amino lain. Strategi melindungi kelompok (juga kelompok pelindung) biasanya digunakan untuk menghindari reaksi samping yang tidak diinginkan dengan berbagai rantai samping asam amino.
Sintesis peptida kimia (in-vitro) paling sering dimulai dengan menggabungkan gugus karboksil dari asam amino yang masuk (C-terminus) ke ujung-N dari rantai peptida yang tumbuh. Bertentangan dengan sintesis C-to-N ini, biosintesis protein alami peptida panjang pada organisme hidup terjadi dalam arah yang berlawanan. Ini berarti bahwa dalam biosintesis, ujung-N dari asam amino yang masuk terkait dengan ujung C dari rantai protein (N-to-C).
Sebagian besar protokol penelitian dan pengembangan untuk sintesis peptida didasarkan pada metode fase padat, sementara metode sintesis fase solusi dapat ditemukan dalam produksi industri peptida skala besar.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.