Sinteza e Peptideve në Fazë të Ngurtë – Më Efikase me Sonikimin

Sinteza e Peptideve në Fazën e Ngurtë (SPPS) është metoda e zakonshme për sintezën e peptideve. Ultratingulli është një mjet i besueshëm për të intensifikuar sintezën e peptideve të fazës së ngurtë duke rezultuar në rendimente më të larta, pastërti të përmirësuar, pa racemizim dhe shpejtësi të reagimit të përshpejtuar ndjeshëm. Hielscher Ultrasonics ofron zgjidhje të ndryshme tejzanor për sintezën, ndarjen dhe shpërbërjen e peptideve.

Ultrasonic Solid-Phase Peptide Synthesis

Ultratingulli tashmë është aplikuar gjerësisht si metodë intensifikimi në sintezën organike dhe është i njohur për avantazhet e tij si reduktimi drastik i kohës së reagimit, rendimentet më të larta, më pak nënprodukte, fillimi i rrugëve, të cilat nuk mund të arriheshin në mënyra të tjera, dhe/ose selektivitet më i mirë. Përfitime të mëdha mund të merren gjithashtu, kur sonikimi shoqërohet në reaksionet e sintezës së peptideve. Rezultatet e hulumtimit kanë treguar se sinteza e peptideve të asistuara në mënyrë ultrasonike arrin rendiment të optimizuar të peptideve me pastërti të lartë, pa racemizim brenda një kohe të shkurtër reagimi.

Avantazhet e sintezës së peptideve tejzanor

Rendimente të larta të peptideve
Sintezë dukshëm më e shpejtë
Pastërti më e lartë e peptideve
Asnjë racemizim
Sinteza paralele e peptideve të ndryshme
Scalable to any volume

Kupa tejzanor për sonikimin uniform të disa enëve të reaktorëve, p.sh. për sintezën e përmirësuar të peptideve.

Kupa tejzanor për sonikimin uniform të disa enëve të reaktorëve për sintezën e përmirësuar të peptideve.

Paraqitja skematike e sintezës së peptideve të fazës së ngurtë Merrifield, e cila mund të intensifikohet nga sonikimi.

Graphic demonstrating the Merrifield solid phase peptide synthesis. Ultrasonication is used to promote and enhance the synthesis reaction as well as for cleavage of the synthesized peptides from the resin.
Grafiku: ©Conejos-Sanchez et al., 2014)

Study	Peptide(s) Studied	Reaction Time (Classical vs US-SPPS)	Crude Purity (Classical vs US-SPPS)	Racemization and Side Reactions	Key Takeaways
Wołczański et al. (2019)	Met-enkephalin, UB33-43-OCam, TAT48-60-NH2, B2m58-69-NH2, ACP65-74-NH2, β-endorphin	600–1920 min → 48–284 min	24.2–71.3% → 60.6–89.9%	None observed for Cys/His, even at 70°C	~7–12x faster synthesis; major purity improvements, especially for aggregation-prone sequences like TAT.
Silva et al. (2021)	Pep1 (12-mer), Pep2 (9-mer), Pep3 (25-mer)	>3515/365 min → ~250/85 min (Pep1/Pep2); Pep3: 347 min (US only)	73–84% → 72–82% (Pep1/Pep2)	Not tested; slight purity drop in Pep2 noted	14x time reduction for Pep1; crude yields significantly increased.
Merlino et al. (2019)	Model pentapeptides, peptides up to 44-mer, “sekuenca të vështira” (Aβ 1-42, ACP 65-74)	60 min → 30 min (model)	84% → 93% (model); significantly higher than thermal heating (~45°C)	No significant increase for Cys/His enantiomers	Highly effective for difficult/aggregation-prone sequences; allows reduced reagent excess while maintaining high purity.

Sinteza e peptideve në fazë të ngurtë është përmirësuar me ultratinguj

Sinteza e Peptideve të Fazës së Ngurtë (SPPS) është një reaksion kimik që lejon montimin e një zinxhiri peptid përmes reaksioneve të njëpasnjëshme të derivateve të aminoacideve në një mbështetje poroze të patretshme. Sidoqoftë, sinteza tradicionale e peptideve në fazën e ngurtë është një proces relativisht joefikas dhe i ngadaltë. Prandaj, intensifikimi tejzanor i sintezës së peptideve është një mjet shumë i vlerësuar për një sintezë më efikase dhe më të shpejtë të peptideve.
Silva et al. (2021) krahasuar “klasike” sintezë peptidike në fazë të ngurtë fluorenilmetoksikarbonil (Fmoc) (SPPS) me SPPS të ndihmuar nga ultratingulli (US) bazuar në përgatitjen e tre peptideve, konkretisht peptidit specifik për receptorin e faktorëve të rritjes fibroblast 3(FGFR3) Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) dhe peptideve të reja Pep2 (RQMATADEA-NH2) dhe Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
SPPS i ndihmuar nga SHBA çoi në një reduktim kohor 14-fish (Pep1) dhe 4-fish (Pep2) në montimin e peptideve krahasuar me “klasike” Metodë. Në mënyrë interesante, SPPS i asistuar me ultratinguj dha Pep1 në pastërti më të lartë (82%) se “klasike” SPPS (73%). Reduktimi i ndjeshëm i kohës së kombinuar me pastërtinë e lartë të peptidit të papërpunuar të arritur nxiti ekipin kërkimor të aplikonte SPPS të asistuar nga SHBA në peptidin e madh Pep3, i cili shfaq një numër të lartë aminoacidesh hidrofobike dhe sekuencash homooligo. Në mënyrë të habitshme, sinteza e këtij peptidi 25-mer u arrit brenda më pak se 6 orësh (347 min) me pastërti të moderuar (rreth 49%).

Sinteza e peptideve në fazën e ngurtë tejzanor (US-SPPS) është një teknikë efikase për sintezën e peptideve që parandalon racemizimin.

Sintezë më e shpejtë e peptideve nëpërmjet sintezës së peptideve në fazë të ngurtë duke përdorur agjitacion tejzanor.
(Studim dhe analizë: Wołczański et al., 2019)

Merlino et al. (2019) gjithashtu kryen një studim gjithëpërfshirës mbi efektet ultrasonike në sintezën e peptideve në fazë të ngurtë bazuar në Fmoc, që lejoi sintezën e peptideve të ndryshme biologjikisht aktive (deri në 44-mer), me një kursim të jashtëzakonshëm të materialit dhe kohës së reagimit. Ata demonstruan se ultrasonikimi nuk përkeqësonte reaksionet anësore kryesore dhe përmirësonte sintezën e peptideve të pajisura me “sekuenca të vështira”, duke vendosur sintezën e peptideve në fazën e ngurtë të promovuar me ultratinguj (US-SPPS) midis strategjive aktuale sintetike të peptideve me efikasitet të lartë.

Disponueshmëria e sistemeve me performancë të lartë për sintezën ultrasonike (sonike) të peptideve mundëson përmirësime të ndjeshme të normave të sintezës dhe një rritje të pastërtisë së produkteve të papërpunuara. (krh. Wołczański et al., 2019)

Sinteza e peptideve tejzanor jep rendimente të larta të peptideve me pastërti të lartë, ndërsa racemizimi parandalohet.

Hetimi i racemizimit. Krahasimi i spektrave të rëndësishëm 1H NMR të modeleve të peptideve të sintetizuara manualisht duke përdorur metodën klasike në temperaturën e dhomës kundrejt metodës tejzanor në temperaturë të ngritur. Zhvendosjet kimike të α-protoneve His dhe Cys dhe grupi metilen i Acm (panelet majtas), protonet ɣ-metil të Val (panelet djathtas) tregojnë se sonikimi në 70°C nuk shkakton racemizim.
(Studim dhe analizë: Wołczański et al., 2019)

Ndarja tejzanor e peptideve

Pas sintezës së peptideve në fazën e ngurtë (SPPS), peptidet e sintetizuara duhet të shkëputen nga rrëshirat polimerike. Ky hap njihet edhe si dembrojtje. Kur krahasohen tundja e zakonshme dhe ultratingulli për ndarjen e peptideve nga rrëshira, metoda e tundjes kërkon përafërsisht. 1 orë, ndërsa ndarja me ultratinguj mund të realizohet në 15 deri në 20 minuta. Ndarja e peptideve tejzanor mund të aplikohet në ndarjen e aminoacideve të mbrojtura dhe peptideve të lidhura me rrëshirat e polistirenit përmes lidhjeve esterike benzilike.

Ndarja tejzanor është një teknikë e shpejtë dhe e besueshme për të ndarë peptidet e sintetizuara nga rrëshira e polistirenit.

Ndarja tejzanor e peptideve nga rrëshira e polistirenit jep rendimente të larta të peptideve në pastërti të lartë, pa racemizim, brenda një procedure të shpejtë.
(studim dhe grafik: ©Anuradha dhe Ravindranath, 1995)

Reaktor i trazuar tejzanor për sintezën e përmirësuar të peptideve.

Reaktor i trazuar tejzanor për sintezë të përmirësuar dhe të përshpejtuar të peptideve. Fotografia tregon ultrasonikator UP200St në një reaktor qelqi të trazuar.

Ultrasonikë me performancë të lartë për sintezën e peptideve

Hielscher Ultrasonics ofron zgjidhje të ndryshme tejzanor për sonikacion direkt dhe indirekt. Procesorët tejzanor të fuqishëm dhe të kontrollueshëm saktësisht furnizojnë sasinë e duhur të energjisë së ultrazërit në enën e reagimit. Pavarësisht nëse përdorni shiringa, tuba, pllaka me shumë puse ose reaktorë qelqi si enë sinteze, Hielscher Ultrasonics ofron ultrasonikatorin më të përshtatshëm për aplikimin tuaj peptid.

Sistemet tejzanor Hielscher janë ideale për sintezën e

peptide të personalizuara
prodhimi i peptideve në shkallë të gjerë
bibliotekat e peptideve

Shumë sinteza peptide kryhen në shiringa (p.sh., reaktorë me shiringa të pjekura). Përzierësi i shiringës tejzanor i Hielscher sonikon tretësirën peptide që bashkon valët e ultrazërit përmes murit të shiringës në lëng. Përzierësi i shiringës tejzanor është një nga zgjidhjet më të njohura tejzanor për sintezën e peptideve me ndihmën e ultrazërit.
Kupa tejzanor është një mjet i përshtatshëm për të bërë sonikim deri në 5 enë reaktorësh, ndërsa VialTweeter mund të mbajë deri në dhjetë tuba reagimi plus pesë enë më të mëdha përmes aksesorit me kapëse.
For other reactor types such as the Merrifield or Kamysz solid-phase reactor and other polypropylene or borosilicate vessels and reactors, Hielscher offers sonicators for indirect and direct sonication with customized clamp-on mounting or flange.

Natyrisht, reaktorët më të mëdhenj të qelqit të përzier, p.sh. për sintezën e fazës së zgjidhjes, mund të pajiset lehtësisht me sonda tejzanor (a.k.a. sonotrodes ose brirë tejzanor) të çdo madhësie.

Përparësitë e ultrazërit Hielscher për sintezën e peptideve

Llojet e ndryshme të ultrazërit
sonikacion direkt dhe indirekt
kontroll i saktë i intensitetit
kontroll i saktë i temperaturës
ultratinguj të vazhdueshëm ose pulsues
funksione inteligjente, pajisje të programueshme
në dispozicion për çdo vëllim
shkallëzueshmëria lineare

Për sintezën e peptidit në fazë të ngurtë në plate shumë-sumore/mikrotiter, UIP400MTP është pajisja ideale. Kavitacioni ultrasonik lidhet në mënyrë indirekte në mënyrë të njëtrajtshme me shumë pushtet mostërash për transferim masiv dhe reaksion sintetik më të mirë. Shiko videon më poshtë për të parë sonikatorin e mikroplate UIP400MTP në veprim!

Homogjenizuesi tejzanor UIP400MTP mund të bëjë sonikimin e pllakave me shumë pus dhe pllaka mikrotitre për lizën e qelizave, fragmentimin e ADN-së, shpërndarjen ose homogjenizimin.

Na kontaktoni! / Na pyesni!

Homogjenizuesit tejzanor me prerje të lartë përdoren në përpunim laboratorik, në tavolinë, pilot dhe në përpunim industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë për përzierjen e aplikimeve, shpërndarjen, emulsifikimin dhe nxjerrjen në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.

Tema të ngjashme

Fakte të Rëndësishme për të Ditur rreth Sintezës së Peptideve me Ultratinguj

Çfarë janë Peptidet?

Peptidet janë komponime ku aminoacide të shumta janë të lidhura nëpërmjet lidhjeve amide, të ashtuquajturat lidhje peptide. Kur lidhet në struktura komplekse – që zakonisht përbëhen nga 50 ose më shumë aminoacide - këto struktura të mëdha peptide quhen proteina. Peptidet janë një bllok themelor ndërtues i jetës dhe përmbushin funksione të shumta në trup.

Si Funksionon Sinteza e Peptideve?

Në kiminë organike, biologjinë molekulare dhe shkencën e jetës, sinteza e peptideve është procesi i prodhimit të peptideve. Peptidet sintetizohen kimikisht nëpërmjet reaksionit të kondensimit të grupit karboksil të një aminoacidi në grupin amino të një aminoacidi tjetër. Strategjitë e grupeve mbrojtëse (gjithashtu grupet mbrojtëse) përdoren zakonisht për të shmangur reaksionet anësore të padëshiruara me zinxhirët e ndryshëm anësor të aminoacideve.
Sinteza kimike (in-vitro) e peptideve më së shpeshti fillon duke bashkuar grupin karboksil të aminoacidit hyrës (C-terminus) me fundin N të zinxhirit peptid në rritje. Në kundërshtim me këtë sintezë C-to-N, biosinteza e proteinave natyrore të peptideve të gjata në organizmat e gjallë ndodh në drejtim të kundërt. Kjo do të thotë se në biosintezë, fundi N i aminoacidit në hyrje është i lidhur me fundin C të zinxhirit proteinik (N-në-C).
Shumica e protokolleve të kërkimit dhe zhvillimit për sintezën e peptideve bazohen në metodat e fazës së ngurtë, ndërsa metodat e sintezës së fazës së zgjidhjes mund të gjenden në prodhimin industrial në shkallë të gjerë të peptideve.

Cila është Gjendja Aktualë e Artit në Sintezën e Peptideve?
SUS-SPPS (SPPS e Ndihmuar nga Ultratinguj e Qëndrueshme) has been demonstrated to reduce the process to just two steps per cycle (combined coupling/capping/deprotection + single wash), significantly reducing solvent consumption and time. (cf. Mottola et al., 2025)
TAPS i ndihmuar nga Ultratinguj është një kombinim në zhvillim me sukses të treguar në sintetizat totale (p.sh., lipobaktin) dhe po eksperimenton nga CDMO-të për prodhimin e API-ve.
Zbuloni avantazhet e sintezës peptidike të TAGGING-ut me ndihmën e ultrazërit!
përpunim i vazhdueshëm po shqyrtohet si një përmirësim i mëtejshëm – janë përshkruar platformat e sintezës së vazhdueshme një-tava me ndihmën e tag-eve të sililizuar.
Fusha po lëviz drejt parimeve të kimiqës së gjelbër, me ultrazërin dhe TAPS që të dy kontribuojnë në uljen e përdorimit të tretësve, ngarkesën më të ulët të reagentëve dhe qëndrueshmërinë e përmirësuar.

Literatura / Referencat

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.
Salvatore Mottola, Alessandra Del Bene, Vincenzo Mazzarella, Roberto Cutolo, Ida Boccino, Francesco Merlino, Sandro Cosconati, Salvatore Di Maro, Anna Messere (2015): Sustainable Ultrasound-Assisted Solid-Phase peptide synthesis (SUS-SPPS): Less Waste, more efficiency. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 114, 2025.
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.

High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratori te madhësia industriale.