პეპტიდების სინთეზი ეფექტური გახდა Sonication-ის გამოყენებით
მყარი ფაზის პეპტიდების სინთეზი (SPPS) არის პეპტიდის სინთეზის გავრცელებული მეთოდი. ულტრაბგერითი არის საიმედო ინსტრუმენტი მყარი ფაზის პეპტიდების სინთეზის გასაძლიერებლად, რაც იწვევს უფრო მაღალ მოსავლიანობას, გაუმჯობესებულ სისუფთავეს, არ აცემიზაციას და მნიშვნელოვნად აჩქარებს რეაქციის სიჩქარეს. Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ სხვადასხვა ულტრაბგერითი გადაწყვეტილებებს პეპტიდების სინთეზისთვის, გახლეჩვისა და დაშლისთვის.
ულტრაბგერითი პეპტიდის სინთეზი
ულტრაბგერითი დამუშავება უკვე ფართოდ გამოიყენება, როგორც გამაძლიერებელი მეთოდი ორგანულ სინთეზში და ცნობილია თავისი უპირატესობებით, როგორიცაა მკვეთრად შემცირებული რეაქციის დრო, მაღალი მოსავლიანობა, ნაკლები ქვეპროდუქტები, გზების დაწყება, რაც სხვა გზით შეუძლებელია და/ან უკეთესი შერჩევითობა. დიდი სარგებელი შეიძლება ასევე მიღწეული, როდესაც sonication არის დაწყვილებული პეპტიდური სინთეზის რეაქციები. კვლევის შედეგებმა აჩვენა, რომ ულტრაბგერითი დახმარებით პეპტიდების სინთეზი აღწევს პეპტიდების ოპტიმიზებულ მოსავალს მაღალი სისუფთავით, რაცემიზაციის გარეშე მოკლე რეაქციის დროში.
- მაღალი პეპტიდების მოსავლიანობა
- მნიშვნელოვნად უფრო სწრაფი სინთეზი
- უფრო მაღალი პეპტიდის სისუფთავე
- არანაირი რასემიზაცია
- სხვადასხვა პეპტიდების პარალელური სინთეზი
- ხაზოვანი მასშტაბირებადი ნებისმიერ მოცულობამდე

გრაფიკა, რომელიც აჩვენებს მერიფილდის მყარი ფაზის პეპტიდების სინთეზს. ულტრაბგერითი დამუშავება გამოიყენება სინთეზის რეაქციის გასაძლიერებლად და გასაძლიერებლად, აგრეთვე სინთეზირებული პეპტიდების ფისიდან გაყოფისთვის.
გრაფიკა: ©Conejos-Sanchez et al., 2014)
მყარი ფაზის პეპტიდების სინთეზი გაუმჯობესებულია ულტრაბგერით
მყარი ფაზის პეპტიდების სინთეზი (SPPS) არის ქიმიური რეაქცია, რომელიც იძლევა პეპტიდური ჯაჭვის შეკრების საშუალებას ამინომჟავების წარმოებულების თანმიმდევრული რეაქციების მეშვეობით უხსნად ფოროვან საყრდენზე. თუმცა, ტრადიციული მყარი ფაზის პეპტიდების სინთეზი შედარებით არაეფექტური და ნელი პროცესია. ამიტომ, პეპტიდების სინთეზის ულტრაბგერითი ინტენსიფიკაცია არის მაღალკვალიფიციური ინსტრუმენტი პეპტიდების უფრო ეფექტური და სწრაფი სინთეზისთვის.
სილვა და სხვ. (2021) შეადარა "კლასიკური" ფტორენილმეთოქსიკარბონილის (Fmoc)-მყარი ფაზის პეპტიდის სინთეზი (SPPS) ულტრაბგერითი (აშშ) დახმარებით SPPS-თან, რომელიც ეფუძნება სამი პეპტიდის მომზადებას, კერძოდ, ფიბრობლასტური ზრდის ფაქტორის რეცეპტორს 3(FGFR3)-სპეციფიკური პეპტიდი (პეპტიდი პეპტიდი). VSPPLTLGQLLS-NH2) და ახალი პეპტიდები Pep2 (RQMATADEA-NH2) და Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
აშშ-ს დახმარებით SPPS-მა გამოიწვია პეპტიდების შეკრების 14-ჯერ (Pep1) და 4-ჯერადი შემცირება (Pep2) "კლასიკურ" მეთოდთან შედარებით. საინტერესოა, რომ ულტრაბგერითი დამხმარე SPPS-მა მიიღო Pep1 უფრო მაღალი სისუფთავით (82%), ვიდრე "კლასიკური" SPPS (73%). დროის მნიშვნელოვანმა შემცირებამ, მიღწეულ ნედლი პეპტიდის მაღალ სიწმინდესთან ერთად, აიძულა მკვლევართა ჯგუფმა გამოეყენებინა აშშ-ს დახმარებით SPPS დიდ პეპტიდზე Pep3, რომელიც ასახავს ჰიდროფობიურ ამინომჟავების და ჰომოლიგო-მიმდევრობის დიდ რაოდენობას. აღსანიშნავია, რომ ამ 25-მერიანი პეპტიდის სინთეზი მიიღწევა 6 საათზე ნაკლებ დროში (347 წთ) ზომიერი სისუფთავით (დაახლოებით 49%).

პეპტიდების უფრო სწრაფი სინთეზი მყარი ფაზის პეპტიდის სინთეზის საშუალებით ულტრაბგერითი აგიტაციის გამოყენებით.
(შესწავლა და ანალიზი: Wołczański et al., 2019)
მერლინო და სხვ. (2019) ასევე ჩაატარა ულტრაბგერითი ეფექტების ყოვლისმომცველი შესწავლა Fmoc-ზე დაფუძნებულ მყარ ფაზა პეპტიდების სინთეზზე, რამაც საშუალება მისცა სხვადასხვა ბიოლოგიურად აქტიური პეპტიდების სინთეზს (44-მერამდე), მასალისა და რეაქციის დროის გასაოცარი დაზოგვით. მათ აჩვენეს, რომ ულტრაბგერითი არ აძლიერებს ძირითად გვერდით რეაქციებს და აუმჯობესებს პეპტიდების სინთეზს “რთული თანმიმდევრობები”, ულტრაბგერითი დაწინაურებული მყარი ფაზის პეპტიდების სინთეზის (US-SPPS) განთავსება მაღალეფექტურ პეპტიდის სინთეზურ სტრატეგიებს შორის.
პეპტიდების ულტრაბგერითი (ბგერითი) სინთეზისთვის მაღალი ხარისხის სისტემების ხელმისაწვდომობა საშუალებას იძლევა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს სინთეზის სიჩქარე და გაიზარდოს ნედლეული პროდუქტების სისუფთავე. (შდრ. Wołczański et al., 2019)

რასემიზაციის გამოძიება. ხელით სინთეზირებული მოდელების პეპტიდების მნიშვნელოვანი 1H NMR სპექტრების შედარება კლასიკური მიდგომის გამოყენებით ოთახის ტემპერატურაზე და ულტრაბგერითი მეთოდით ამაღლებულ ტემპერატურაზე. His და Cys α-პროტონების და Acm-ის მეთილენის ჯგუფის (მარცხნივ პანელები), ɣ-მეთილის პროტონების (მარჯვენა პანელები) ქიმიური ძვრები აჩვენებს, რომ სონიკაცია 70°C-ზე არ იწვევს რასემიზაციას.
(შესწავლა და ანალიზი: Wołczański et al., 2019)
პეპტიდების ულტრაბგერითი გაყოფა
მყარი ფაზის პეპტიდების სინთეზის (SPPS) შემდეგ, სინთეზირებული პეპტიდები უნდა გამოიყოს პოლიმერული ფისებიდან. ეს ნაბიჯი ასევე ცნობილია როგორც დეპროტექცია. როდესაც შედარებულია ჩვეულებრივი შერყევა და ულტრაბგერითი გამოყოფა ფისისგან პეპტიდის გამოყოფისთვის, შერყევის მეთოდი მოითხოვს დაახლ. 1 საათის განმავლობაში, ხოლო ულტრაბგერითი გაყოფა შეიძლება განხორციელდეს 15-დან 20 წუთში. ულტრაბგერითი პეპტიდის გაყოფა შეიძლება გამოყენებულ იქნას დაცული ამინომჟავების და პეპტიდების გაყოფაზე, რომლებიც დაკავშირებულია პოლისტიროლის ფისებთან ბენზილის ეთერური ბმების მეშვეობით.

ულტრაბგერითი აჟიტირებული რეაქტორი პეპტიდების გაუმჯობესებული და დაჩქარებული სინთეზისთვის. სურათზე ნაჩვენებია ულტრაბგერითი UP200St გაღვივებულ მინის რეაქტორში.
Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ სხვადასხვა ულტრაბგერითი გადაწყვეტა პირდაპირი და არაპირდაპირი sonication. ძლიერი და ზუსტად კონტროლირებადი ულტრაბგერითი პროცესორები ზუსტად აწვდიან ულტრაბგერითი ენერგიის სწორ რაოდენობას რეაქციის ჭურჭელს. მიუხედავად იმისა, იყენებთ შპრიცებს, მილებს, მრავალ ჭაბურღილ ფირფიტებს ან მინის რეაქტორებს, როგორც სინთეზურ ჭურჭელს, Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ ყველაზე შესაფერის ულტრაბგერას თქვენი პეპტიდური გამოყენებისთვის.
- მორგებული პეპტიდები
- ფართომასშტაბიანი პეპტიდების წარმოება
- პეპტიდური ბიბლიოთეკები
ბევრი პეპტიდის სინთეზი ხორციელდება შპრიცებში (მაგ., გახეხილი შპრიცის რეაქტორები). Hielscher-ის ულტრაბგერითი შპრიცის აგიტატორი ახდენს პეპტიდის ხსნარს, რომელიც აერთიანებს ულტრაბგერითი ტალღებს შპრიცის კედლის მეშვეობით სითხეში. ულტრაბგერითი შპრიცის აგიტატორი არის ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული ულტრაბგერითი გამოსავალი პეპტიდების ულტრაბგერითი დახმარებით სინთეზისთვის.
ულტრაბგერითი თასი არის შესაფერისი ხელსაწყო 5-მდე რეაქტორის ჭურჭლის გაჟღერებისთვის, ხოლო VialTweeter-ს შეუძლია დაიჭიროს ათამდე რეაქციის მილაკი და დამატებით ხუთი დიდი ჭურჭელი დამჭერი აქსესუარის საშუალებით.
სხვა ტიპის რეაქტორებისთვის, როგორიცაა Merrifield ან Kamysz-ის მყარი ფაზის რეაქტორი და სხვა პოლიპროპილენის ან ბოროსილიკატური ჭურჭელი/რეაქტორები, Hielscher გთავაზობთ მორგებულ ულტრაბგერით სისტემებს არაპირდაპირი გაჟღერებისთვის.
მყარი ფაზის პეპტიდის სინთეზისთვის მულტიბელ/მიკროსტიტრულ ფირფიტებში, UIP400MTP იდეალური მოწყობილობაა. ულტრაბგერითი კავიტაცია ირიბად ერთგვაროვნად არის შერწყმული მრავალრიცხოვან ნიმუშებში, უმაღლესი მასის გადაცემისა და სინთეზის რეაქციისთვის. უყურეთ ქვემოთ მოცემულ ვიდეოს, რომ ნახოთ UIP400MTP მოქმედებაში!
რა თქმა უნდა, უფრო დიდი ზოლიანი მინის რეაქტორები, მაგ. ხსნარის ფაზის სინთეზისთვის, შეიძლება ადვილად აღიჭურვოს ნებისმიერი ზომის ულტრაბგერითი ზონდებით (aka sonotrodes ან ულტრაბგერითი რქები).
- სხვადასხვა ტიპის ულტრაბგერითი
- პირდაპირი და არაპირდაპირი სონიკა
- ზუსტი ინტენსივობის კონტროლი
- ზუსტი ტემპერატურის კონტროლი
- უწყვეტი ან პულსირებული ულტრაბგერა
- ჭკვიანი ფუნქციები, პროგრამირებადი მოწყობილობები
- ხელმისაწვდომია ნებისმიერი მოცულობისთვის
- ხაზოვანი მასშტაბირება
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- 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.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
პეპტიდები
პეპტიდები არის ნაერთები, სადაც მრავალი ამინომჟავა დაკავშირებულია ამიდური ბმების, ე.წ. როდესაც შეკრულია რთულ სტრუქტურებში – როგორც წესი, შედგება 50 ან მეტი ამინომჟავისგან - ამ დიდ პეპტიდურ სტრუქტურებს ცილები ეწოდება. პეპტიდები სიცოცხლის აუცილებელი სამშენებლო ბლოკია და ასრულებენ უამრავ ფუნქციას ორგანიზმში.
პეპტიდების სინთეზი
ორგანულ ქიმიაში, მოლეკულურ ბიოლოგიაში და სიცოცხლის მეცნიერებაში, პეპტიდების სინთეზი არის პეპტიდების წარმოების პროცესი. პეპტიდები ქიმიურად სინთეზირდება ერთი ამინომჟავის კარბოქსილის ჯგუფის კონდენსაციის რეაქციით მეორე ამინომჟავის ამინო ჯგუფთან. დამცავი ჯგუფების (ასევე დამცავი ჯგუფების) სტრატეგიები ჩვეულებრივ გამოიყენება სხვადასხვა ამინომჟავების გვერდითი ჯაჭვებთან არასასურველი გვერდითი რეაქციების თავიდან ასაცილებლად.
ქიმიური (ინ ვიტრო) პეპტიდების სინთეზი ყველაზე ხშირად იწყება შემომავალი ამინომჟავის კარბოქსილის ჯგუფის (C-ტერმინალი) მზარდი პეპტიდური ჯაჭვის N-ბოლოსთან შეერთებით. ამ C-to-N სინთეზის საწინააღმდეგოდ, ცოცხალ ორგანიზმებში ხანგრძლივი პეპტიდების ბუნებრივი ცილის ბიოსინთეზი საპირისპირო მიმართულებით ხდება. ეს ნიშნავს, რომ ბიოსინთეზში შემომავალი ამინომჟავის N-ბოლო დაკავშირებულია ცილის ჯაჭვის C-ბოლოსთან (N-to-C).
პეპტიდების სინთეზის კვლევისა და განვითარების პროტოკოლების უმეტესობა დაფუძნებულია მყარი ფაზის მეთოდებზე, ხოლო ხსნარის ფაზის სინთეზის მეთოდები შეიძლება მოიძებნოს პეპტიდების ფართომასშტაბიანი სამრეწველო წარმოებაში.

Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებისგან ლაბორატორია რომ სამრეწველო ზომა.