TAGGING texnikasi yordamida ultratovushli peptid sintezi

Peptid sintezi farmatsevtik tadqiqot va ishlanmalarning asosiy tayanchidir, biroq anʼanaviy usullar – qattiq fazali peptid sintezi (SPPS) va eritma fazasida klassik biriktirish – hanuz koʻp mehnat talab qiladi, reagentlarni isrof qiladi va ularning koʻlamini kengaytirish qiyin. Ikki mustaqil strategiyani birlashtirish orqali yanada samarali muqobil usul paydo boʻldi: peptidlarni eritma fazasida yigʻish uchun TAGGING (vaqtinchalik biriktiruvchi guruh) texnikasi hamda biriktirish, himoya guruhlarini olib tashlash va reaksiyadan keyingi ishlov bosqichlarini tezlashtirish uchun ultratovushli (sonokimyoviy) ishlov berish. Ular birgalikda terapevtik peptidlarni – masalan, antibiotik va saratonga qarshi xususiyatlarga ega lipobactin lipopeptidini – gramm miqyosidan yirik miqyosgacha yuqori tozalikda, tozalash yukini kamaytirgan holda va qoʻlda bajariladigan amallar sonini keskin qisqartirib ishlab chiqarish imkonini beradi.

Ultratovushli peptid sintezi qanday afzalliklar beradi?

• Eritma fazasidagi iqtisodiy tejamkorlik: Reaksiyalar eritmada kechadi va aminokislotalar sarfi qattiq fazali peptid sinteziga qaraganda sezilarli darajada kam boʻladi
• Filtrlashga asoslangan tozalash: TAG bilan bogʻlangan peptid qutbli erituvchilarda choʻkadi, shu sababli oraliq mahsulotlar oddiy filtrlash orqali ajratib olinadi – kolonkali xromatografiya yoki har bir bosqichda tavsiflash talab qilinmaydi.
• Mehnat sarfining juda katta tejalishi: Oraliq tozalash va spektral tekshiruvlarni bekor qilish butun sintez jarayoni davomida ish vaqtini sezilarli darajada tejaydi.
• Sonokimyoviy tezlashtirish: Ultratovush bilan ishlov berish selektivlikni buzmasdan har bir muhim bosqichni – Fmoc himoya guruhini olib tashlash, yon zanjirni biriktirish, sikllanish va barcha himoya guruhlarini olib tashlashni – qisqartiradi.
• Yuqori unum, yuqori tozalik: Har bir fragmentni biriktirish va lipobactinni yakuniy yigʻish yuqori unum bilan kechadi; barcha himoya guruhlarini olib tashlash maqsadli mahsulotni ~83 % unum bilan beradi.
• Yirik miqyosga tayyorlik: TAGGING texnikasi peptidlarni eng yuqori tozalikda yirik miqyosda tayyorlash imkonini berishi aniq taʼkidlangan boʻlib, bu uni terapevtik jihatdan muhim lipopeptidlarni gramm va kilogramm miqdorlarida olishning amaliy yoʻliga aylantiradi.
• Usullarning toʻliq mosligi: Ushbu yondashuv anʼanaviy SPPS va eritma fazasidagi kimyo bilan toʻliq mos keladi, shu sababli mavjud himoya guruhlari strategiyalari (Fmoc, Alloc, Pbf, tBu) va biriktiruvchi reagentlar (T3P, HATU, COMU, DIC/DMAP) oʻzgartirilmasdan qoʻllanadi.

TAGGING texnikasi nima?

TAG yondashuvida peptid fragmenti eritmada qoladigan, olib tashlanadigan, smolaga oʻxshash biriktiruvchi (TAG) guruhga kovalent bogʻlanadi. Bu oʻsib borayotgan zanjir bilan qattiq fazali peptid kabi, ammo suyuq fazada ishlash imkonini beradi:

• Har bir biriktirish yoki himoya guruhlarini olib tashlash bosqichidan keyin TAG bilan bogʻlangan peptid oddiy filtrlash yoki qutbli/antierituvchi muhitlarda choʻktirish orqali qattiq modda sifatida ajratib olinadi, eruvchan aralashmalar va qoʻshimcha mahsulotlar esa yuvib tashlanadi.
• Peptid bogʻlovchi boʻgʻinga birikkan holda qolganligi sababli kolonkali xromatografiya va har bir oraliq mahsulotni toʻliq tavsiflashga ehtiyoj asosan yoʻqoladi, bu esa vaqt va mehnatni sezilarli darajada tejaydi.
• Reaksiyalar eritma fazasida SPPSga qaraganda ancha kam aminokislota sarfi bilan olib borilishi mumkin va sintez yakuniga yaqin TAG guruhi uzib ajratilishi orqali yakuniy mahsulot boʻshatiladi.

 
Lipobactin uchun retrosintezda uchta fragment – Fmoc-Ala-Arg-TAG, Alloc-Thr(Ile-Fmoc)-OH va C₁₁H₂₃CONH-Ile-Ser(OᵗBu)-OH lipid fragmenti – ishlatilgan; ular uzun peptidni juda yuqori unum bilan olish uchun fragmentlarni kondensatsiyalash strategiyasi orqali biriktirilgan. (qarang: Ramya et al., 2025)

Lipobactin peptidining TAG yordamidagi toʻliq sintezi ultratovush bilan ishlov berish orqali tezlashtiriladi.
(Tadqiqot: Ramya et al., 2025)

Ultratovush bilan ishlov berish peptidlarning eritma fazasidagi sintezini qanday yaxshilaydi

Ultratovush bilan ishlov berish eritma fazasidagi asosiy bosqichlarni jadallashtirish va qisqartirish uchun qoʻllanadi. Ramya et al. (2025) tavsiflagan lipobactin sintezida ultratovush bilan ishlov berish quyidagilarga qoʻllanadi:

TAG kimyosi oraliq mahsulotlarni allaqachon filtrlash mumkin boʻlgan qattiq moddalar shaklida bergani sababli ultratovush bilan ishlov berish va TAGGING bir-birini toʻldiradi: ultratovush massa almashinuvi, aralashtirish va reaksiya kinetikasini tezlashtiradi, biriktiruvchi esa toza va xromatografiyaga kam ehtiyoj sezadigan ish jarayoni uchun peptidni qayta ajratib olinadigan qattiq modda holida saqlaydi.

Ultratovush bilan ishlov berish yordamida yuqori tozalikdagi peptidlar ishlab chiqarish koʻlamini oson kengaytirish

Peptid va peptid dori vositalari jarayonlarini laboratoriyadan ishlab chiqarishga oʻtkazishda tez-tez uchraydigan qiyinchilik katta hajmlarda va uzluksiz oqimda sonokimyoviy taʼsirni saqlashdir. Hielscher bu masalani laboratoriya miqyosidan toʻliq sanoat miqyosigacha boʻlgan uzluksiz ultratovush protsessorlari qatori orqali hal qiladi, tasdiqlangan, takrorlanadigan quvvat va hujjatlashtirilgan jarayon nazoratini taʼminlaydi.
 

UIP4000hdT sanoat ultratovush qurilmasi (4000W, 20kHz) ultratovush yordamida yaxshilangan peptid sintezi uchun

Adabiyotlar / Manbalar

• M. Ramya, Veeranjaneyulu Avula, S. Nandeesh, B. Kirankumar, G. Nagendra (2025): TAG assisted and ultrasonication mediated total synthesis of lipobactin. Results in Chemistry, Volume 18, 2025, 102842.
• 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.
• 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.