Peptīdu sintēze ir efektīva, izmantojot ultraskaņu
Cietās fāzes peptīdu sintēze (SPPS) ir izplatīta peptīdu sintēzes metode. Ultrasonication ir uzticams līdzeklis, lai pastiprinātu cietās fāzes peptīdu sintēzi, kā rezultātā tiek iegūta augstāka raža, uzlabota tīrība, nav racemizācijas un ievērojami paātrināts reakcijas ātrums. Hielscher Ultrasonics piedāvā dažādus ultraskaņas risinājumus peptīdu sintēzei, šķelšanai un izšķīdināšanai.
Ultraskaņas peptīdu sintēze
Ultrasonication jau tiek plaši izmantots kā intensificējoša metode organiskajā sintēzē un ir labi pazīstams ar savām priekšrocībām, piemēram, krasi samazinātu reakcijas laiku, augstāku ražu, mazāk blakusproduktu, ceļu uzsākšanu, ko nevarēja sasniegt citos veidos, un / vai labāku selektivitāti. Lielus ieguvumus var iegūt arī tad, ja ultraskaņas apstrāde ir saistīta ar peptīdu sintēzes reakcijām. Pētījumu rezultāti ir parādījuši, ka ultrasoniski atbalstīta peptīdu sintēze sasniedz optimizētu peptīdu ražu ar augstu tīrību, bez racemizācijas īsā reakcijas laikā.
- Augstas peptīdu ražas
- Ievērojami ātrāka sintēze
- Augstāka peptīdu tīrība
- Nav sacīkšu
- Dažādu peptīdu paralēlā sintēze
- Lineāri mērogojams jebkuram tilpumam
Ultraskaņas cuphorn vairāku reaktoru kuģu vienotai ultraskaņas apstrādei, lai uzlabotu peptīdu sintēzi.
Grafiks, kas demonstrē Merrifield cietās fāzes peptīdu sintēzi. Ultrasonication tiek izmantots, lai veicinātu un uzlabotu sintēzes reakciju, kā arī sintezēto peptīdu šķelšanos no sveķiem.
Attēls: ©Conejos-Sanchez et al., 2014)
Cietās fāzes peptīdu sintēze uzlabota ar ultraskaņu
Cietās fāzes peptīdu sintēze (SPPS) ir ķīmiska reakcija, kas ļauj samontēt peptīdu ķēdi, secīgi reaģējot uz aminoskābju atvasinājumiem uz nešķīstošu porainu atbalstu. Tomēr tradicionālā cietās fāzes peptīdu sintēze ir salīdzinoši neefektīvs un lēns process. Tāpēc peptīdu sintēzes ultraskaņas intensifikācija ir augsti novērtēts instruments efektīvākai un ātrākai peptīdu sintēzei.
(2021) salīdzināja "klasisko" fluorenilmetoksikarbonil(Fmoc)-cietās fāzes peptīdu sintēzi (SPPS) ar ultraskaņas (US) atbalstīto SPPS, pamatojoties uz trīs peptīdu sagatavošanu, proti, fibroblastu augšanas faktora receptoru 3(FGFR3)-specifisko peptīdu Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) un jaunajiem peptīdiem Pep2 (RQMATADEA-NH2) un Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
ASV atbalstītā SPPS izraisīja 14 reižu (Pep1) un 4 reizes lielāku laika samazinājumu (Pep2) peptīdu montāžā, salīdzinot ar "klasisko" metodi. Interesanti, ka ultraskaņas atbalstītais SPPS deva Pep1 augstāku tīrību (82%) nekā "klasiskais" SPPS (73%). Ievērojamais laika samazinājums apvienojumā ar augstu neapstrādāto peptīdu tīrību, kas sasniegta, pamudināja pētnieku grupu piemērot ASV atbalstīto SPPS lielajam peptīdam Pep3, kas uzrāda lielu skaitu hidrofobu aminoskābju un homooligo sekvenču. Jāatzīmē, ka šī 25 merpeptīda sintēze tika sasniegta mazāk nekā 6 stundu laikā (347 min) mērenā tīrībā (aptuveni 49%).
Ātrāka peptīdu sintēze, izmantojot cietās fāzes peptīdu sintēzi, izmantojot ultraskaņas uzbudinājumu.
(Pētījums un analīze: Wołczański et al., 2019)
(2019) arī veica visaptverošu pētījumu par ultraskaņas ietekmi uz Fmoc balstītu cietās fāzes peptīdu sintēzi, kas ļāva sintezēt dažādus bioloģiski aktīvos peptīdus (līdz 44-mer), ievērojami ietaupot materiālu un reakcijas laiku. Viņi parādīja, ka ultrasoniction nesaasināja galvenās blakusparādības un uzlaboja peptīdu sintēzi ar “sarežģītas secības”, novietojot ultrasoniski veicināto cietās fāzes peptīdu sintēzi (US-SPPS) starp pašreizējām augstas efektivitātes peptīdu sintētiskajām stratēģijām.
Augstas veiktspējas sistēmu pieejamība peptīdu ultraskaņas (skaņas) sintēzei ļauj ievērojami uzlabot sintēzes ātrumu un palielināt izejvielu tīrību. (sk. Wołczański et al., 2019)
Racemizācijas izmeklēšana. Nozīmīgu 1H NMR spektru salīdzinājums modeļiem peptīdi, kas sintezēti manuāli, izmantojot klasisko pieeju istabas temperatūrā vs ultraskaņas metode paaugstinātā temperatūrā. Viņa un Cys ķīmiskās nobīdes α-protonu un Metilēngrupas Acm (kreisie paneļi), Val (labie paneļi) ɣ-metilgrupas ķīmiskās nobīdes liecina, ka ultraskaņas apstrāde 70 ° C temperatūrā neizraisa racemizāciju.
(Pētījums un analīze: Wołczański et al., 2019)
Peptīdu ultraskaņas šķelšanās
Pēc cietās fāzes peptīdu sintēzes (SPPS) sintezētie peptīdi jāatšķeļ no polimēru sveķiem. Šis solis ir pazīstams arī kā aizsardzība. Ja salīdzina parasto kratīšanu un ultrasonikāciju peptīdu šķelšanai no sveķiem, kratīšanas metode prasa aptuveni 1 stundu, bet ultraskaņas šķelšanos var veikt 15 līdz 20 minūšu laikā. Ultraskaņas peptīdu šķelšanos var pielietot aizsargāto aminoskābju un peptīdu, kas saistīti ar polistirola sveķiem, šķelšanai caur benzilestera saitēm.
Peptīdu ultraskaņas šķelšanās no polistirola sveķiem dod augstu peptīdu ražu augstā tīrībā, bez racemizācijas, ātrās procedūras laikā.
(pētījums un grafika: ©Anuradha un Ravindranath, 1995)
Ultrasoniski satraukts reaktors uzlabotai un paātrinātai peptīdu sintēzei. Attēlā redzams ultrasonicator UP200St maisāmā stikla reaktorā.
Hielscher Ultrasonics piedāvā dažādus ultraskaņas risinājumus tiešai un netiešai ultraskaņas apstrādei. Jaudīgi un precīzi kontrolējami ultraskaņas procesori reakcijas traukam piegādā tieši pareizo ultraskaņas enerģijas daudzumu. Neatkarīgi no tā, vai kā sintēzes trauku izmantojat šļirces, caurules, vairāku urbumu plāksnes vai stikla reaktorus, Hielscher Ultrasonics piedāvā vispiemērotāko ultrasonicator jūsu peptīdu lietošanai.
- pielāgoti peptīdi
- liela mēroga peptīdu ražošana
- peptīdu bibliotēkas
Daudzas peptīdu sintēzes tiek veiktas šļircēs (piemēram, šļirču reaktoros). Hielscher ultraskaņas šļirces maisītājs apstrādā peptīdu šķīdumu, savienojot ultraskaņas viļņus caur šļirces sienu šķidrumā. Ultraskaņas šļirces maisītājs ir viens no populārākajiem ultraskaņas risinājumiem peptīdu ultraskaņas sintēzei.
Ultraskaņas cuphorn ir piemērots līdzeklis, lai ultraregulētu līdz 5 reaktora traukiem, savukārt VialTweeter var turēt līdz desmit reakcijas caurulēm, kā arī papildus piecus lielākus traukus, izmantojot piestiprināmu piederumu.
Citiem reaktoru veidiem, piemēram, Merrifield vai Kamysz cietās fāzes reaktoram un citiem polipropilēna vai borsilikāta kuģiem / reaktoriem, Hielscher piedāvā pielāgotas piestiprināmas ultraskaņas sistēmas netiešai ultraskaņas apstrādei.
Cietās fāzes peptīdu sintēzei multiwell / microtiter plāksnēs UIP400MTP ir ideāla ierīce. Ultraskaņas kavitācija ir netieši vienmērīgi savienota daudzās paraugu akās, lai nodrošinātu izcilu masas pārnesi un sintēzes reakciju. Noskatieties tālāk redzamo video, lai redzētu UIP400MTP darbībā!
Protams, lielākus stikla reaktorus, piemēram, šķīduma fāzes sintēzei, var viegli aprīkot ar jebkura izmēra ultraskaņas zondēm (a.k.a. sonotrodes vai ultraskaņas ragi).
- dažādi ultrasonikatoru veidi
- tieša un netieša ultraskaņas apstrāde
- Precīza intensitātes kontrole
- precīza temperatūras kontrole
- nepārtraukta vai impulsējoša ultraskaņa
- viedās funkcijas, programmējamas ierīces
- pieejams jebkuram sējumam
- lineārā mērogojamība
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus sajaukšanas lietojumiem, dispersijai, emulgācijai un ekstrakcijai laboratorijā, izmēģinājuma un rūpnieciskā mērogā.
Literatūra / Atsauces
- 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.
Fakti, kurus ir vērts zināt
Peptīdi
Peptīdi ir savienojumi, kuros vairākas aminoskābes ir saistītas ar amīdu saitēm, tā sauktajām peptīdu saitēm. Ja tas ir saistīts ar sarežģītām struktūrām – Parasti sastāv no 50 vai vairāk aminoskābēm - šīs lielās peptīdu struktūras sauc par olbaltumvielām. Peptīdi ir būtisks dzīvības pamatelements un pilda daudzas funkcijas organismā.
peptīdu sintēze
Organiskajā ķīmijā, molekulārajā bioloģijā un zinātnē par dzīvību peptīdu sintēze ir peptīdu ražošanas process. Peptīdi tiek ķīmiski sintezēti, kondensācijas procesā reaģējot uz vienas aminoskābes karboksilgrupu uz citas aminoskābes aminogrupu. Grupu (arī aizsarggrupu) aizsardzības stratēģijas parasti tiek izmantotas, lai izvairītos no nevēlamām blakusparādībām ar dažādām aminoskābju sānu ķēdēm.
Ķīmiskā (in-vitro) peptīdu sintēze visbiežāk sākas, savienojot ienākošās aminoskābes (C-terminus) karboksilgrupu ar augošās peptīdu ķēdes N-terminu. Pretēji šai C-to-N sintēzei, dzīvo organismu garo peptīdu dabiskā olbaltumvielu biosintēze notiek pretējā virzienā. Tas nozīmē, ka biosintēzē ienākošās aminoskābes N-termins ir saistīts ar olbaltumvielu ķēdes C-terminu (N-to-C).
Lielākā daļa peptīdu sintēzes pētniecības un izstrādes protokolu ir balstīti uz cietās fāzes metodēm, savukārt šķīduma fāzes sintēzes metodes var atrast liela mēroga peptīdu rūpnieciskajā ražošanā.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Lab līdz rūpnieciskais izmērs.