Qattiq faza peptid sintezi – Sonikatsiya bilan samaraliroq

Qattiq fazali peptid sintezi (SPPS) peptid sintezining keng tarqalgan usuli hisoblanadi. Ultrasonikatsiya - bu qattiq fazali peptid sintezini kuchaytirish uchun ishonchli vosita bo'lib, natijada yuqori rentabellik, yaxshilangan tozalik, rasemizatsiya bo'lmaydi va reaktsiya tezligi sezilarli darajada tezlashadi. Hielscher Ultrasonics peptid sintezi, parchalanish va eritish uchun turli xil ultratovushli echimlarni taklif qiladi.

Ultrasonik Qattiq Fazali Peptid Sintezi

Ultrasonikatsiya allaqachon organik sintezda kuchaytiruvchi usul sifatida keng qo'llaniladi va uning afzalliklari bilan mashhur, masalan, reaktsiya vaqtlarini keskin qisqartirish, yuqori rentabellik, kamroq yon mahsulotlar, boshqa yo'llar bilan erishib bo'lmaydigan yo'llarni boshlash va/yoki yaxshiroq selektivlik. Sonikatsiya peptid sintezi reaktsiyalariga qo'shilganda ham katta foyda olish mumkin. Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatdiki, ultratovush yordamida peptid sintezi qisqa vaqt ichida rasemizatsiya qilinmasdan yuqori tozalikka ega peptidlarning optimallashtirilgan hosiliga erishadi.

Ultrasonik peptid sintezining afzalliklari

Yuqori peptid rentabelligi
Sezilarli darajada tezroq sintez
Yuqori peptid tozaligi
Raketizatsiya yo'q
Turli peptidlarning parallel sintezi
Istalgan hajmga kengaytirilishi mumkin

Bir nechta reaktor tomirlarining bir xil sonikatsiyasi uchun ultratovushli kupa, masalan, yaxshilangan peptid sintezi uchun.

Peptid sintezini yaxshilash uchun bir nechta reaktor tomirlarini bir xil sonikatsiya qilish uchun ultratovushli kupa.

Merrifild qattiq fazali peptid sintezining sxematik tasviri, bu sonikatsiya orqali kuchaytirilishi mumkin.

Merrifield qattiq fazali peptid sintezini ko'rsatuvchi grafika. Ultrasonikatsiya sintez reaksiyasini rag'batlantirish va kuchaytirish, shuningdek, qatrondan sintez qilingan peptidlarni parchalash uchun ishlatiladi.
Grafik: © Conejos-Sanches va boshqalar, 2014)

Tadqiqot	Peptid(lar) o'rganildi	Reaksiya vaqti (Klassik va US-SPPS)	Xom tozalik (Klassik va US-SPPS)	Rasemizatsiya va yon reaksiyalar	Asosiy xulosalar
Wołczański va boshq. (2019)	Met-enkefalin, UB33-43-OCam, TAT48-60-NH2, B2m58-69-NH2, ACP65-74-NH2, β-endorfin	600–1920 daqiqa → 48–284 daqiqa	24.2–71.3% → 60.6–89.9%	Cys/His uchun 70°C da ham hech narsa kuzatilmagan	~7–12 barobar tezroq sintez; katta tozalik yaxshilanishlari, ayniqsa TAT kabi agregatsiyaga moyil ketma-ketliklar uchun.
Silva va boshq. (2021)	Pep1 (12-mer), Pep2 (9-mer), Pep3 (25-mer)	>3515/365 daqiqa → ~250/85 daqiqa (Pep1/Pep2); Pep3: 347 daqiqa (faqat AQShda)	73–84% → 72–82% (Pep1/Pep2)	Sinovdan o'tkazilmagan; Pep2 da biroz tozalik pasayishi qayd etilgan	Pep1 uchun vaqt 14 baravar qisqarish; xom hosil sezilarli darajada oshdi.
Merlino va boshq. (2019)	Model pentapeptidlar, 44-mer gacha peptidlar, “qiyin ketma-ketliklar” (Aβ 1-42, ACP 65-74)	60 daqiqa → 30 daqiqa (model)	84% → 93% (model); issiqlik qizishidan sezilarli darajada yuqori (~45°C)	Cys/Uning enantiomerlari uchun sezilarli o'sish yo'q	Qiyin/agregatsiyaga moyil ketma-ketliklar uchun juda samarali; yuqori tozalikni saqlab, reagent ortiqchaligini kamaytirishga imkon beradi.

Ultratovush yordamida qattiq fazali peptid sintezi yaxshilandi

Qattiq fazali peptid sintezi (SPPS) kimyoviy reaktsiya bo'lib, erimaydigan g'ovakli tayanchda aminokislota hosilalarining ketma-ket reaktsiyalari orqali peptid zanjirini yig'ishga imkon beradi. Biroq, an'anaviy qattiq fazali peptid sintezi nisbatan samarasiz va sekin jarayondir. Shu sababli, peptid sintezining ultratovushli intensivligi peptidlarni yanada samarali va tez sintez qilish uchun yuqori baholangan vositadir.
Silva va boshq. (2021) uch peptid tayyorlash asosida “klassik” flüorenilmetoksikarbonil (Fmoc)-qattiq fazali peptid sintezi (SPPS)ni ultratovush yordamida (US) yordamida ishlab chiqilgan SPPS bilan solishtirdilar: fibroblast o'sish faktori retseptori 3(FGFR3)-spetsifik peptid Pep1 (VSPPLTLGQLLS-NH2) va yangi peptidlar Pep2 (RQMATADEA-NH2) hamda Pep3 (AAVALLPAVLLALLAPRQMATADEA-NH2).
AQSh yordamida SPPS peptid yig'ilishida peptid yig'ilishida 14 barobar (Pep1) va Pep2 vaqtini 4 barobar qisqartirishga olib keldi “klassik” usul. Qiziq tomoni shundaki, ultratovush yordamida amalga oshirilgan SPPS Pep1 ni yuqori tozalikda (82%) berdi “klassik” SPPS (73%). Vaqtning sezilarli qisqarishi va erishilgan yuqori xom peptid tozaligi tadqiqot guruhini ko'p sonli hidrofobik aminokislotalar va gomooligo-ketliklarni ko'rsatadigan Pep3 yirik peptidiga AQSh yordamida SPPS qo'llashga undadi. Shunisi e'tiborga loyiqki, bu 25-mer peptid sintezi o'rtacha tozalikda (taxminan 49%) 6 soatdan kamroq vaqt ichida (347 minut) erishildi.

Ultrasonik qattiq fazali peptid sintezi (US-SPPS) peptid sintezi uchun rasemizatsiyani oldini olish uchun samarali usuldir.

Ultrasonik ajitatsiya yordamida qattiq fazali peptid sintezi orqali tezroq peptid sintezi.
(O'rganish va tahlil qilish: Wołczański va boshqalar, 2019)

Merlino va boshq. (2019) shuningdek, Fmoc asosidagi qattiq fazali peptid sinteziga ultratovush ta'sirini keng qamrovli o'rgandilar, bu esa turli biologik faol peptidlarni (44-mergacha) sintez qilish imkonini berdi va material hamda reaksiya vaqtini sezilarli darajada tejadi. Ular ultrasonikatsiya asosiy yon reaksiyalarni kuchaytirmasligini va peptidlarning sintezini yaxshilashini ko'rsatdi “qiyin ketma-ketliklar”, ultratovush bilan targ'ib qilingan qattiq fazali peptid sintezini (AQSh-SPPS) joriy yuqori samarali peptid sintetik strategiyalari qatoriga qo'yish.

Peptidlarning ultratovushli (tovushli) sintezi uchun yuqori samarali tizimlarning mavjudligi sintez tezligini sezilarli darajada yaxshilash va xom ashyoning tozaligini oshirish imkonini beradi. (qarang. Wołczanski va boshqalar, 2019)

Ultrasonik peptid sintezi yuqori tozalikka ega peptidlarning yuqori hosilini beradi, shu bilan birga rasemizatsiyaning oldini oladi.

Rasemizatsiyani tekshirish. Xona haroratida klassik yondashuv va yuqori haroratda ultratovush usuli yordamida qo'lda sintez qilingan peptid modellarining muhim 1H NMR spektrlarini solishtirish. His va Cys a-protonlarining kimyoviy siljishi va Acm ning metilen guruhi (chap panellar), Valning ɣ-metil protonlari (o'ng panellar) 70 ° C da sonikatsiya rasemizatsiyaga olib kelmasligini ko'rsatadi.
(O'rganish va tahlil qilish: Wołczański va boshqalar, 2019)

Peptidlarning ultratovushli bo'linishi

Qattiq fazali peptid sintezidan (SPPS) so'ng, sintezlangan peptidlar polimerik qatronlardan ajratilishi kerak. Bu qadam himoyadan chiqarish deb ham ataladi. Qatrondan peptid parchalanishi uchun umumiy silkitish va ultratovush solishtirilsa, chayqatish usuli taxminan talab qiladi. 1 soat, ultratovushli bo'linish esa 15-20 daqiqada amalga oshirilishi mumkin. Ultrasonik peptid bo'linishi benzil ester aloqalari orqali polistirol qatronlari bilan bog'langan himoyalangan aminokislotalar va peptidlarning bo'linishi uchun qo'llanilishi mumkin.

Ultrasonik bo'linish polistirol qatronidan sintezlangan peptidlarni ajratishning tez va ishonchli usuli hisoblanadi.

Peptidlarning polistirol qatronidan ultratovushli bo'linishi peptidlarning yuqori tozaligida, rasemizatsiyasiz, tezkor protsedura ichida yuqori hosil beradi.
(o'rganish va grafik: ©Anuradha va Ravindranath, 1995)

Peptid sintezini yaxshilash uchun ultratovushli qo'zg'atuvchi reaktor.

Yaxshilangan va tezlashtirilgan peptid sintezi uchun ultratovushli qo'zg'atuvchi reaktor. Rasmda ko'rsatilgan ultratovush apparati UP200St aralashtiriladigan shisha reaktorda.

Peptid sintezi uchun yuqori samarali ultrasonikatorlar

Hielscher Ultrasonics to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita sonication uchun turli ultratovush yechim taklif etadi. Kuchli va aniq boshqariladigan ultratovushli protsessorlar reaktsiya idishiga to'g'ri miqdorda ultratovush energiyasini etkazib beradi. Sintez idishi sifatida shpritslar, naychalar, ko'p quduqli plitalar yoki shisha reaktorlardan foydalanasizmi, Hielscher Ultrasonics sizning peptid dasturingiz uchun eng mos ultrasonikatorni taklif qiladi.

Hielscher ultratovush tizimlari sintezi uchun ideal

moslashtirilgan peptidlar
keng ko'lamli peptid ishlab chiqarish
peptid kutubxonalari

Ko'pgina peptid sintezlari shpritslarda (masalan, fritted shpritsli reaktorlarda) amalga oshiriladi. Hielscher ning ultratovushli shprits qo'zg'atuvchisi peptid eritmasini ultratovush to'lqinlarini shprits devori orqali suyuqlikka ulash imkonini beradi. Ultrasonik shprits qo'zg'atuvchisi peptidlarning ultratovushli sintezi uchun eng mashhur ultratovushli echimlardan biridir.
Ultrasonik kupa 5 tagacha reaktor idishlarini sonikatsiya qilish uchun mos vosita bo'lib, VialTweeter esa o'ntagacha reaksiya trubkalarini va qo'shimcha ravishda qisqichli aksessuarlar orqali beshta kattaroq idishni ushlab turishi mumkin.
Boshqa reaktor turlari, masalan, Merrifield yoki Kamysz qattiq fazali reaktor va boshqa polipropilen yoki borosilikat idishlar va reaktorlar uchun Hielscher moslama to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita ultratovush qo'llash uchun, maxsus qisqichli o'rnatish yoki flanj bilan sonikatorlarni taklif qiladi.

Albatta, yechim-fazali sintez uchun mo‘ljallangan kattaroq aralashtiriladigan shisha reaktorlar har qanday o‘lchamdagi ultratovush probalari (boshqa nomi bilan sonotrodlar yoki ultratovush buzoqlari) bilan osonlik bilan jihozlanishi mumkin.

Peptid sintezi uchun Hielscher ultrasonikatorlarining afzalliklari

har xil turdagi ultrasonikatorlar
to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita sonikatsiya
intensivlikni aniq nazorat qilish
haroratni aniq nazorat qilish
doimiy yoki impulsli ultratovush
aqlli xususiyatlar, dasturlashtiriladigan qurilmalar
har qanday hajm uchun mavjud
chiziqli miqyoslilik

Ko'p quduqli/mikrotitrli plitalarda qattiq fazali peptid sintezi uchun UIP400MTP ideal qurilma hisoblanadi. Ultrasonik kavitatsiya yuqori massa uzatish va sintez reaktsiyasi uchun ko'plab namunali quduqlarga bilvosita birlashtiriladi. Ko'rish uchun quyidagi videoni tomosha qiling UIP400MTP mikroplastinkali sonikator ishlamoqda!

UIP400MTP ultratovushli gomogenizator hujayra lizisi, DNK parchalanishi, dispersiya yoki homogenlash uchun ko'p quduqli plitalar va mikro-titr plitalarini soniklashi mumkin.

Biz bilan bog'lanish! / Bizdan so'rang!

Ultrasonik yuqori kesish gomogenizatorlari laboratoriya, dastgoh, uchuvchi va sanoat ishlov berishda qo'llaniladi.

Hielscher Ultrasonics laboratoriya, uchuvchi va sanoat miqyosida ilovalar, dispersiya, emulsifikatsiya va ekstraktsiyani aralashtirish uchun yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi.

Aloqador mavzular

Ultrasonik peptid sintezi haqida bilishga arziydigan faktlar

Peptidlar nima?

Peptidlar - bu bir nechta aminokislotalar amid bog'lari orqali bog'langan, peptid bog'lari deb ataladigan birikmalar. Murakkab tuzilmalarda bog'langanda – odatda 50 yoki undan ortiq aminokislotalardan iborat - bu yirik peptid tuzilmalari oqsillar deb ataladi. Peptidlar hayotning muhim qurilish bloki bo'lib, tanadagi ko'plab funktsiyalarni bajaradi.

Peptid sintezi qanday ishlaydi?

Organik kimyo, molekulyar biologiya va hayotshunoslikda peptid sintezi peptidlarni ishlab chiqarish jarayonidir. Peptidlar kimyoviy yo'l bilan bir aminokislotaning karboksil guruhining boshqa aminokislota aminokislotalariga kondensatsiya reaktsiyasi orqali sintezlanadi. Himoya guruhlari (shuningdek, himoya guruhlari) strategiyalari odatda turli xil aminokislotalar yon zanjirlari bilan kiruvchi nojo'ya reaktsiyalarni oldini olish uchun ishlatiladi.
Kimyoviy (in-vitro) peptid sintezi ko'pincha kiruvchi aminokislotalarning karboksil guruhini (C-terminus) o'sayotgan peptid zanjirining N-uchuniga ulashdan boshlanadi. Ushbu C-to-N sintezidan farqli o'laroq, tirik organizmlarda uzoq peptidlarning tabiiy oqsil biosintezi teskari yo'nalishda sodir bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, biosintezda kiruvchi aminokislotalarning N-uchi oqsil zanjirining C-uchiga (N-to-C) bog'langan.
Peptid sintezi bo'yicha ko'pgina tadqiqot va ishlanma protokollari qattiq fazali usullarga asoslangan bo'lsa, eritma fazali sintez usullarini peptidlarning keng miqyosli sanoat ishlab chiqarishida topish mumkin.

Peptid sintezining hozirgi holati qanday?
SUS-SPPS (Barqaror ultratovush yordamida SPPS) Jarayon faqat ikki qadamga qisqarishi mumkinligi ko‘rsatildi (birlashtirilgan bog‘lash/qoplash/deshifrlash + yagona yuvish), bu esa erituvchi iste'molini va vaqtni sezilarli darajada kamaytiradi. (cf. Mottola va boshq., 2025)
Ultratovush yordamida TAPS to'liq sintezlarda (masalan, lipobaktin) muvaffaqiyat ko'rsatgan yangi kombinatsiya va API ishlab chiqarish uchun CDMOlar tomonidan o'rganilmoqda.
Ultratovush yordamida TAGGING peptid sintezi afzalliklarini kashf eting!
uzluksiz qayta ishlash qo'shimcha takomillashtirish sifatida o'rganilmoqda – Silyatsiyalangan teg yordamida uzluksiz one-pot sintez platformalari ta'riflangan.
Ushbu soha yashil kimyo tamoyillariga qarab rivojlanmoqda, ultratovush va TAPS ikkalasi ham erituvchi ishlatilishini kamaytirish, reagent yukini pasaytirish va barqarorlikni oshirishga hissa qo'shmoqda.

Adabiyot / Adabiyotlar

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 kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.