Синтез пептидов стал эффективным с помощью ультразвуковой обработки

Синтез твердофазных пептидов (SPPS) является распространенным методом синтеза пептидов. Ультразвук является надежным инструментом для интенсификации синтеза твердофазных пептидов, что приводит к более высоким выходам, улучшенной чистоте, отсутствию рацемизации и значительно ускоренной скорости реакции. Hielscher Ultrasonics предлагает различные ультразвуковые растворы для синтеза, расщепления и растворения пептидов.

Ультразвуковой синтез пептидов

Ультразвуковая обработка уже широко применяется в качестве интенсификационного метода в органическом синтезе и хорошо известна своими преимуществами, такими как резкое сокращение времени реакции, более высокие выходы, меньше побочных продуктов, инициирование путей, которые не могут быть достигнуты другими способами, и / или лучшая селективность. Большая польза также может быть получена, когда обработка ультразвуком связана с реакциями синтеза пептидов. Результаты исследований показали, что ультразвуковой синтез пептидов обеспечивает оптимальный выход пептидов с высокой чистотой, без рацемизации в течение короткого времени реакции.

Преимущества ультразвукового синтеза пептидов

  • Высокий выход пептидов
  • Значительно быстрее синтез
  • Более высокая чистота пептидов
  • Отсутствие рацемизации
  • Параллельный синтез различных пептидов
  • Линейное масштабирование для любого объема

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковой купрог для равномерной обработки ультразвуком нескольких корпусов реакторов, например, для улучшения синтеза пептидов.

Ультразвуковой купрог для равномерной обработки ультразвуком нескольких корпусов реакторов для улучшения синтеза пептидов.

Схематическое изображение синтеза твердофазного пептида Меррифилда, который может быть усилен ультразвуком.

График, демонстрирующий синтез твердофазного пептида Меррифилда. Ультразвук используется для стимулирования и усиления реакции синтеза, а также для расщепления синтезированных пептидов из смолы.
Иллюстрация: ©Conejos-Sanchez et al., 2014)

Синтез твердофазных пептидов улучшен с помощью ультразвука

Синтез твердофазных пептидов (SPPS) представляет собой химическую реакцию, которая позволяет собирать пептидную цепь посредством последовательных реакций производных аминокислот на нерастворимой пористой опоре. Однако традиционный синтез твердофазных пептидов является относительно неэффективным и медленным процессом. Поэтому ультразвуковая интенсификация синтеза пептидов является высоко ценимым инструментом для более эффективного и быстрого синтеза пептидов.
Silva et al. (2021) сравнили «классический» фторилметоксикарбонил (Fmoc)-твердофазный синтез пептидов (SPPS) с ультразвуковым (US)-ассистированным SPPS на основе получения трех пептидов, а именно рецептора фактора роста фибробластов 3(FGFR3)-специфического пептида Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) и новых пептидов Pep2 (RQMATADEA-NH2) и Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
SPPS с помощью США привел к 14-кратному (Pep1) и 4-кратному сокращению времени (Pep2) в сборке пептидов по сравнению с «классическим» методом. Интересно, что ультразвуковые SPPS дали Pep1 более высокой чистоты (82%), чем «классический» SPPS (73%). Значительное сокращение времени в сочетании с высокой чистотой сырых пептидов побудило исследовательскую группу применить SPPS с помощью США к большому пептиду Pep3, который отображает большое количество гидрофобных аминокислот и гомолиго-последовательностей. Примечательно, что синтез этого 25-мерного пептида был достигнут менее чем за 6 часов (347 мин) в умеренной чистоте (около 49%).

Ультразвуковой твердофазный синтез пептидов (US-SPPS) является эффективным методом синтеза пептидов, предотвращающим рацемизацию.

Более быстрый синтез пептидов путем синтеза твердофазных пептидов с использованием ультразвукового перемешивания.
(Исследование и анализ: Wołczański et al., 2019)

Merlino et al. (2019) также провели комплексное исследование ультразвукового воздействия на синтез твердофазных пептидов на основе Fmoc, что позволило синтезировать различные биологически активные пептиды (до 44-мер), с заметной экономией материала и времени реакции. Они продемонстрировали, что ультразвук не усугубляет основные побочные реакции и улучшает синтез пептидов, наделенных “сложные последовательности”, помещая ультразвуковой синтез твердофазных пептидов (US-SPPS) в число современных высокоэффективных пептидных синтетических стратегий.

Наличие высокоэффективных систем ультразвукового (звукового) синтеза пептидов позволяет значительно улучшить темпы синтеза и повысить чистоту сырья. (ср. Wołczański et al., 2019)

Ультразвуковой синтез пептидов дает высокие выходы пептидов с высокой чистотой, при этом предотвращается рацемизация.

Исследование рацемизации. Сравнение значимых 1H ЯМР-спектров моделей пептидов, синтезированных вручную с использованием классического подхода при комнатной температуре, с ультразвуковым методом при повышенной температуре. Химические сдвиги His и Cys α-протонов и метиленовой группы Acm (левые панели), ɣ-метилпротонов Val (правые панели) показывают, что обработка ультразвуком при 70°C не вызывает рацемизации.
(Исследование и анализ: Wołczański et al., 2019)

Ультразвуковое расщепление пептидов

После синтеза твердофазных пептидов (SPPS) синтезированные пептиды должны быть отщеплены от полимерных смол. Этот шаг также называется депротекцией. При сравнении общего встряхивания и ультразвуковой обработки для расщепления пептидов из смолы метод встряхивания требует около 1 часа, в то время как ультразвуковое расщепление может быть выполнено за 15-20 минут. Ультразвуковое пептидное расщепление может быть применено к расщеплению защищенных аминокислот и пептидов, связанных с полистирольными смолами через бензиловые эфирные связи.

Ультразвуковое расщепление является быстрым и надежным методом отделения синтезированных пептидов от полистирольной смолы.

Ультразвуковое расщепление пептидов из полистирольной смолы дает высокие выходы пептидов высокой чистоты, без рацемизации, в рамках быстрой процедуры.
(исследование и графика: ©Анурадха и Равиндранатх, 1995)

Реактор с ультразвуковым перемешиванием для улучшения синтеза пептидов.

Реактор с ультразвуковым перемешиванием для улучшенного и ускоренного синтеза пептидов. На рисунке показано ультразвуковой аппарат UP200St в реакторе с перемешиваемым стеклом.

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Высокоэффективные ультразвуковые аппараты для синтеза пептидов
Hielscher Ultrasonics предлагает различные ультразвуковые решения для прямой и косвенной обработки ультразвуком. Мощные и точно управляемые ультразвуковые процессоры подают точно нужное количество ультразвуковой энергии в реакционный сосуд. Независимо от того, используете ли вы шприцы, трубки, многоскважинные пластины или стеклянные реакторы в качестве синтезатора, Hielscher Ultrasonics предлагает наиболее подходящий ультразвуковой аппарат для применения пептидов.

Ультразвуковые системы Hielscher идеально подходят для синтеза

  • индивидуальные пептиды
  • крупномасштабное производство пептидов
  • библиотеки пептидов

Многие пептидные синтезы выполняются в шприцах (например, в реакторах с фриттированным шприцем). Ультразвуковая шприцевая мешалка Hielscher обрабатывает ультразвуком пептидный раствор, соединяющий ультразвуковые волны через стенку шприца с жидкостью. Ультразвуковая шприцевая мешалка является одним из самых популярных ультразвуковых растворов для ультразвукового синтеза пептидов.
Ультразвуковой купгорн является подходящим инструментом для обработки ультразвуком до 5 корпусов реактора, в то время как VialTweeter может вмещать до десяти реакционных трубок плюс дополнительно пять больших сосудов с помощью зажимного аксессуара.
Для других типов реакторов, таких как твердофазный реактор Merrifield или Kamysz и другие полипропиленовые или боросиликатные сосуды / реакторы, Hielscher предлагает индивидуальные зажимные ультразвуковые системы для косвенной обработки ультразвуком.
Для синтеза твердофазных пептидов в многоязычных / микротитерных пластинах UIP400MTP является идеальным устройством. Ультразвуковая кавитация косвенно равномерно связана с многочисленными пробными скважинами для превосходного массопереноса и реакции синтеза. Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть UIP400MTP в действии!
Конечно, более крупные реакторы со стрибрированным стеклом, например, для синтеза раствор-фазы, могут быть легко оснащены ультразвуковыми зондами (также известными как сонотроды или ультразвуковые рупоры) любого размера.

Преимущества ультразвуковых аппаратов Hielscher для синтеза пептидов

  • различные типы ультразвуковых аппаратов
  • прямая и косвенная обработка ультразвуком
  • точный контроль интенсивности
  • точный контроль температуры
  • непрерывное или импульсное ультразвуковое исследование
  • интеллектуальные функции, программируемые устройства
  • Доступно для любого тома
  • линейная масштабируемость
Ультразвуковой гомогенизатор UIP400MTP может обрабатывать ультразвуком пластины с несколькими скважинами и микротитерные пластины для лизиса клеток, фрагментации ДНК, диспергирования или гомогенизации.

UIP400MTP для обработки ультразвуком с несколькими скважинами

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, чтобы запросить дополнительную информацию об ультразвуковых процессорах, приложениях и цене. Мы будем рады обсудить ваш процесс с Вами и предложить вам ультразвуковую систему, отвечая вашим требованиям!









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковые высокопоточные гомогенизаторы используются в лабораторной, настольной, пилотной и промышленной обработке.

Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов для смешивания приложений, дисперсии, эмульгации и экстракции в лабораторных, пилотных и промышленных масштабах.



Литература / Ссылки

Полезные сведения

Пептиды

Пептиды представляют собой соединения, в которых несколько аминокислот связаны через амидные связи, так называемые пептидные связи. При связывании в сложных структурах – обычно состоящие из 50 или более аминокислот, эти крупные пептидные структуры называются белками. Пептиды являются важным строительным блоком жизни и выполняют многочисленные функции в организме.

Синтез пептидов

В органической химии, молекулярной биологии и науках о жизни синтез пептидов — это процесс производства пептидов. Пептиды химически синтезируются посредством реакции конденсации карбоксильной группы одной аминокислоты в аминогруппу другой аминокислоты. Стратегии защитных групп (также защитных групп) обычно используются для того, чтобы избежать нежелательных побочных реакций с различными аминокислотными боковыми цепями.
Химический (in-vitro) синтез пептидов чаще всего начинается с соединения карбоксильной группы входящей аминокислоты (C-конца) с N-концом растущей пептидной цепи. В отличие от этого синтеза С-к-N, естественный биосинтез белка длинных пептидов в живых организмах происходит в противоположном направлении. Это означает, что в биосинтезе N-конец входящей аминокислоты связан с С-концом белковой цепи (N-to-C).
Большинство протоколов исследований и разработок для синтеза пептидов основаны на твердофазных методах, в то время как методы синтеза в фазе раствора могут быть найдены в крупномасштабном промышленном производстве пептидов.


Высокоэффективный ультразвук! Ассортимент продукции Hielscher охватывает весь спектр от компактного лабораторного ультразвукового аппарата до полностью промышленных ультразвуковых систем.

Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов из лаборатория в промышленного размера.