Sinteza e peptideve u bë efikase duke përdorur sonication
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.
Sinteza e peptideve tejzanor
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.
- Rendimente të larta të peptideve
- Sintezë dukshëm më e shpejtë
- Pastërti më e lartë e peptideve
- Asnjë racemizim
- Sinteza paralele e peptideve të ndryshme
- Linear i shkallëzuar në çdo vëllim
Kupa tejzanor për sonikimin uniform të disa enëve të reaktorëve për sintezën e përmirësuar të peptideve.
Grafik që demonstron sintezën e peptideve në fazën e ngurtë Merrifield. Ultratingulli përdoret për të nxitur dhe përmirësuar reaksionin e sintezës, si dhe për ndarjen e peptideve të sintetizuara nga rrëshira.
Grafiku: ©Conejos-Sanchez et al., 2014)
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 etj. (2021) krahasoi sintezën e peptideve të fazës së ngurtë "klasike" fluorenilmetoksikarbonil (Fmoc) (SPPS) me SPPS të asistuar nga ultratinguj (SHBA) bazuar në përgatitjen e tre peptideve, përkatësisht receptorit të faktorit të rritjes fibroblastike 3 (FGFR3) - specifike (peptid Peptid) 1 VSPPLTLGQLLS-NH2) dhe peptidet e reja Pep2 (RQMATADEA-NH2) dhe Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
SPPS e asistuar nga SHBA çoi në një reduktim 14-fish (Pep1) dhe 4-fish të kohës (Pep2) në montimin e peptideve në krahasim me metodën "klasike". Interesante, SPPS me ndihmën e ultrazërit dha Pep1 në pastërti më të lartë (82%) sesa SPPS "klasike" (73%). Reduktimi i konsiderueshëm i kohës i kombinuar me pastërtinë e lartë të peptideve të papërpunuara e shtyu ekipin hulumtues të aplikonte SPPS të asistuar nga SHBA për peptidin e madh Pep3, i cili shfaq një numër të lartë aminoacidesh hidrofobike dhe sekuenca homooligo. Çuditërisht, sinteza e këtij peptidi 25-mer u arrit brenda më pak se 6 orësh (347 min) në pastërti të moderuar (afërsisht 49%).
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 etj. (2019) kreu gjithashtu një studim gjithëpërfshirës të efekteve tejzanor në sintezën e peptideve në fazën e ngurtë të bazuar në Fmoc, i cili 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 ultrazëri nuk përkeqësoi reaksionet kryesore anësore dhe përmirësoi 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)
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 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 sintezë të përmirësuar dhe të përshpejtuar të peptideve. Fotografia tregon ultrasonikator UP200St në një reaktor qelqi të trazuar.
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.
- 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.
Për llojet e tjera të reaktorëve të tillë si reaktori me fazë të ngurtë Merrifield ose Kamysz dhe enë / reaktorë të tjerë polipropileni ose borosilikat, Hielscher ofron sisteme tejzanor me kapës të personalizuar për sonikimin indirekt.
Për sintezën e peptideve të fazës së ngurtë në pllaka me shumë pus / mikrotitër, UIP400MTP është pajisja ideale. Kavitacioni tejzanor lidhet në mënyrë të tërthortë në mënyrë uniforme në puset e shumta të mostrës për transferim të masës superiore dhe reagim të sintezës. Shikoni videon më poshtë për të parë UIP400MTP në veprim!
Natyrisht, reaktorët më të mëdhenj të qelqit me vija, p.sh. për sintezën e fazës së tretësirës, mund të pajisen lehtësisht me sonda tejzanor (aka sonotrodes ose brirë tejzanor) të çdo madhësie.
- 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
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë për përzierjen e aplikimeve, shpërndarjen, emulsifikimin dhe nxjerrjen në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.
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.
- 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.
Fakte që ia vlen të dihen
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.
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.
Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratori te madhësia industriale.