Синтеза пептида у чврстој фази – Ефикасније уз соникацију

Синтеза пептида у чврстој фази (СППС) је уобичајена метода за синтезу пептида. Ултразвук је поуздан алат за интензивирање синтезе пептида у чврстој фази што резултира већим приносима, побољшаном чистоћом, без рацемизације и значајно убрзаном брзином реакције. Хиелсцхер Ултрасоницс нуди разна ултразвучна решења за синтезу, цепање и растварање пептида.

Ултразвучна синтеза пептида у чврстој фази

Ултразвук се већ широко примењује као интензивирајући метод у органској синтези и добро је познат по својим предностима као што су драстично скраћено време реакције, већи приноси, мање нуспроизвода, покретање путева, што се не може постићи на друге начине, и/или боља селективност. Велике користи се такође могу добити када се соникација споји са реакцијама синтезе пептида. Резултати истраживања су показали да ултразвучно потпомогнута синтеза пептида постиже оптимизован принос пептида високе чистоће, без рацемизације за кратко време реакције.

Синтеза пептида у чврстој фази побољшана ултразвуком

Солид Пхасе Пептиде Синтхесис (СППС) је хемијска реакција која омогућава склапање пептидног ланца кроз узастопне реакције деривата аминокиселина на нерастворљивој порозној подлози. Међутим, традиционална синтеза пептида у чврстој фази је релативно неефикасан и спор процес. Стога је ултразвучно интензивирање синтезе пептида високо цењено средство за ефикаснију и брзу синтезу пептида.
Силва ет ал. (2021) упоређивали су “класичну” флуоренилметоксикарбонилну (Фмоц) синтезу пептида чврсте фазе (СППС) са СППС-ом уз помоћ ултразвука (УС) на основу припреме три пептида, односно пептида Pep1 (ВСППЛТЛГКЛС-NH2) рецептора фактора раста фибробласта (FGFR3) специфичног пептида Pep1 (ВСППЛТЛГКЛС-NH2) и нових пептида Pep2 (РQМАТАДЕА-NH2) и Pep3 (ААВАЛЛПАВЛЛАЛЛАПРQМАТАДЕА-NH2).
УС-ассистед СППС довео је до 14-струког (Pep1) и 4-струког смањења времена (Pep2) у склопу пептида у поређењу са “класичну” метода. Занимљиво је да је ултразвуком потпомогнут СППС дао Pep1 у већој чистоћи (82%) од “класичну” СППС (73%). Значајно смањење времена у комбинацији са високом чистоћом сировог пептида постигнут је навео истраживачки тим да примени САД-уз помоћ СППС на велики пептид Pep3, који приказује велики број хидрофобних аминокиселина и хомоолиго-секвенци. Изванредно је да је синтеза овог 25-мерног пептида постигнута за мање од 6 сати (347 мин) у умереној чистоћи (приближно 49%).

Бржа синтеза пептида путем синтезе пептида у чврстој фази коришћењем ултразвучног мешања.
(Студија и анализа: Воłцзански ет ал., 2019)

Мерлино и др. (2019) је такође спровео свеобухватну студију ултразвучних ефеката на синтезу пептида у чврстој фази на бази Фмоц, што је омогућило синтезу различитих биолошки активних пептида (до 44-мер), уз изузетну уштеду материјала и времена реакције. Показали су да ултразвук није погоршао главне нуспојаве и побољшао синтезу пептида обдарених “тешке секвенце”, стављајући ултразвучно промовисану синтезу пептида у чврстој фази (УС-СППС) међу тренутне високоефикасне стратегије синтезе пептида.

Доступност система високих перформанси за ултразвучну (звучну) синтезу пептида омогућава значајно побољшане стопе синтезе и повећање чистоће сирових производа. (уп. Воłцзански ет ал., 2019)

Истраживање рацемизације. Поређење значајних 1Х НМР спектра модела пептида синтетизованих ручно коришћењем класичног приступа на собној температури у односу на ултразвучну методу на повишеној температури. Хемијски помаци Хис и Цис α-протона и метиленске групе Ацм (леви панели), ɣ-метил протона Вал (десни панели) показују да соникација на 70°Ц не изазива рацемизацију.
(Студија и анализа: Воłцзански ет ал., 2019)

Ултразвучно цепање пептида

Након синтезе пептида у чврстој фази (СППС), синтетисани пептиди морају бити одцепљени од полимерних смола. Овај корак је такође познат као уклањање заштите. Када се упореде уобичајено мућкање и ултразвук за цепање пептида од смоле, метода мућкања захтева прибл. 1 сат, док се ултразвучно цепање може постићи за 15 до 20 мин. Ултразвучно цепање пептида може се применити на цепање заштићених аминокиселина и пептида повезаних са полистиренским смолама преко бензил естарских веза.

Ултразвучно цепање пептида из полистиренске смоле даје високе приносе пептида високе чистоће, без рацемизације, у оквиру брзог поступка.
(студија и графика: ©Анурадха и Равиндранатх, 1995)

Ултрасоникатори високих перформанси за синтезу пептида

Хиелсцхер Ултрасоницс нуди различита ултразвучна решења за директну и индиректну соникацију. Снажни и прецизно контролисани ултразвучни процесори испоручују тачно праву количину ултразвучне енергије у реакциони суд. Без обзира да ли користите шприцеве, епрувете, плоче са више бунара или стаклене реакторе као посуду за синтезу, Хиелсцхер Ултрасоницс нуди најпогоднији ултрасоникатор за вашу пептидну примену.

Многе синтезе пептида се изводе у шприцевима (нпр. реактори са фритираним шприцевима). Хиелсцхерова ултразвучна мешалица за шприцеве соницира раствор пептида спајајући ултразвучне таласе кроз зид шприца у течност. Ултразвучна мешалица за шприц је једно од најпопуларнијих ултразвучних решења за ултразвучну синтезу пептида.
Ултразвучни цупхорн је погодан алат за соникацију до 5 реакторских посуда, док ВиалТвеетер може да држи до десет реакционих цеви плус додатно пет већих посуда преко прибора за причвршћивање.
За друге типове реактора, као што су Меррифиелд или Камисз реактора чврсте фазе и других полипропиленских или боросиликатних посуда и реактора, Хиелсцхер нуди соницаторс за индиректну и директну ултразвучну обраду са прилагођеном монтажом стезаљке или прирубницом.

Наравно, већи стаклени реактори са мешалицом, нпр. за синтезу у растворима, могу се лако опремити ултразвучним сондама (такође познатим као сонотроди или ултразвучни рогови) било које величине.

За синтез пептида у чврстој фази у мултибрзинским/микротитер плочама, UIP400MTP је идеалан уређај. Ултразвучна кавитација је индиректно равномерно повезана са бројним бунарима узорака за супериорни масени пренос и синтезу реакције. Погледајте видео испод да бисте видели микроплочасти сондикатор UIP400MTP у акцији!