Στην επιφάνεια, ο σχηματισμός πεπτιδικών δεσμών, που αποδίδουν διπεπτίδια, είναι μια απλή χημική διαδικασία.Αυτό σημαίνει ότι τα δύο συστατικά αμινοξέων συνδέονται με έναν πεπτιδικό δεσμό, έναν αμιδικό δεσμό, ενώ είναι αφυδατωμένα.
Ο σχηματισμός πεπτιδικού δεσμού είναι η ενεργοποίηση ενός αμινοξέος υπό ήπιες συνθήκες αντίδρασης.(Α) τμήμα καρβοξυλίου, δεύτερο αμινοξύ (Β) Το πυρηνόφιλο ενεργοποιημένο τμήμα καρβοξυλίου σχηματίζει στη συνέχεια το διπεπτίδιο (ΑΒ)."Εάν το καρβοξυλικό συστατικό (Α) δεν προστατεύεται, ο σχηματισμός του πεπτιδικού δεσμού δεν μπορεί να ελεγχθεί."Παραπροϊόντα όπως γραμμικά και κυκλικά πεπτίδια μπορούν να αναμιχθούν με τις ενώσεις στόχους ΑΒ.Επομένως, όλες οι λειτουργικές ομάδες που δεν εμπλέκονται στο σχηματισμό πεπτιδικού δεσμού πρέπει να προστατεύονται με προσωρινά αναστρέψιμο τρόπο κατά τη διάρκεια της πεπτιδικής σύνθεσης.
Έτσι, η σύνθεση πεπτιδίων - ο σχηματισμός κάθε πεπτιδικού δεσμού - περιλαμβάνει τρία στάδια συσσωμάτωσης.
Το πρώτο βήμα είναι να προετοιμαστούν ορισμένα αμινοξέα που χρειάζονται προστασία και η αμφιτεριονική δομή των αμινοξέων δεν υπάρχει πλέον.
Το δεύτερο στάδιο είναι μια αντίδραση δύο σταδίων για το σχηματισμό πεπτιδικών δεσμών, στην οποία η καρβοξυλική ομάδα του Ν-προστατευμένου αμινοξέος ενεργοποιείται πρώτα στο ενεργό ενδιάμεσο και στη συνέχεια σχηματίζεται ο πεπτιδικός δεσμός.Αυτή η συζευγμένη αντίδραση μπορεί να συμβεί είτε ως αντίδραση ενός σταδίου είτε ως δύο διαδοχικές αντιδράσεις.
Το τρίτο βήμα είναι η επιλεκτική αφαίρεση ή η πλήρης αφαίρεση της προστατευτικής βάσης.Αν και όλη η απομάκρυνση μπορεί να συμβεί μόνο αφού έχουν συναρμολογηθεί όλες οι πεπτιδικές αλυσίδες, απαιτείται επίσης επιλεκτική απομάκρυνση των προστατευτικών ομάδων προκειμένου να συνεχιστεί η πεπτιδική σύνθεση.
Επειδή 10 αμινοξέα (Ser, Thr, Tyr, Asp, Glu, Lys, Arg, His, Sec και Cys) περιέχουν λειτουργικές ομάδες πλευρικής αλυσίδας, οι οποίες απαιτούν εκλεκτική προστασία, καθιστώντας τη σύνθεση πεπτιδίων πιο περίπλοκη.Οι βάσεις προσωρινής και ημιμόνιμης προστασίας πρέπει να διακρίνονται λόγω των διαφορετικών απαιτήσεων επιλεκτικότητας.Οι προσωρινές προστατευτικές ομάδες χρησιμοποιούνται στο επόμενο βήμα για να αντικατοπτρίζουν την προσωρινή προστασία των λειτουργικών ομάδων αμινοξέων ή καρβοξυλίου.Οι ημιμόνιμες προστατευτικές ομάδες αφαιρούνται χωρίς να παρεμβαίνουν σε ήδη σχηματισμένους πεπτιδικούς δεσμούς ή πλευρικές αλυσίδες αμινοξέων, μερικές φορές κατά τη διάρκεια της σύνθεσης.
«Ιδανικά, η ενεργοποίηση του καρβοξυλικού συστατικού και ο επακόλουθος σχηματισμός πεπτιδικών δεσμών (αντιδράσεις σύζευξης) θα πρέπει να είναι ταχεία, χωρίς σχηματισμό ρακεμικού ή παραπροϊόντος και θα πρέπει να εφαρμόζονται μοριακά αντιδραστήρια για να επιτευχθούν υψηλές αποδόσεις».Δυστυχώς, καμία από τις μεθόδους χημικής σύζευξης δεν ικανοποιεί αυτές τις απαιτήσεις και λίγες είναι κατάλληλες για πρακτική σύνθεση.
Κατά τη διάρκεια της πεπτιδικής σύνθεσης, οι λειτουργικές ομάδες που εμπλέκονται σε διάφορες αντιδράσεις συνδέονται συνήθως με το χειροκίνητο κέντρο, η γλυκίνη είναι η μόνη εξαίρεση και υπάρχει πιθανός κίνδυνος περιστροφής.
Το τελευταίο βήμα στον κύκλο σύνθεσης πεπτιδίων είναι η απομάκρυνση όλων των προστατευτικών ομάδων.Η επιλεκτική απομάκρυνση των προστατευτικών ομάδων είναι σημαντική για την επέκταση της πεπτιδικής αλυσίδας επιπλέον της απαίτησης για πλήρη αφαίρεση της προστασίας στη σύνθεση διπεπτιδίου.Οι συνθετικές στρατηγικές πρέπει να σχεδιάζονται προσεκτικά.Ανάλογα με τη στρατηγική επιλογή, το Ν μπορεί επιλεκτικά να αφαιρέσει τις α-αμινο ή καρβοξυλ προστατευτικές ομάδες.Ο όρος «στρατηγική» αναφέρεται στην αλληλουχία των αντιδράσεων συμπύκνωσης μεμονωμένων αμινοξέων.Γενικά, υπάρχει διαφορά μεταξύ της σταδιακής σύνθεσης και της συμπύκνωσης θραυσμάτων.Η σύνθεση πεπτιδίων (επίσης γνωστή ως «συμβατική σύνθεση») πραγματοποιείται σε διάλυμα.Στις περισσότερες περιπτώσεις, η σταδιακή επιμήκυνση της πεπτιδικής αλυσίδας μπορεί να συντεθεί μόνο χρησιμοποιώντας την πεπτιδική αλυσίδα για τη σύνθεση μικρότερων θραυσμάτων.Για να συντεθούν μακρύτερα πεπτίδια, τα μόρια στόχοι πρέπει να τμηματοποιηθούν σε κατάλληλα θραύσματα και να προσδιοριστεί ότι μπορούν να ελαχιστοποιήσουν τον βαθμό διαφοροποίησης στο C άκρο.Αφού συναρμολογηθούν σταδιακά τα μεμονωμένα θραύσματα, η ένωση στόχος θα ενωθεί.Η στρατηγική της πεπτιδικής σύνθεσης περιλαμβάνει την επιλογή του καλύτερου και καταλληλότερου προστατευτικού θραύσματος και η στρατηγική σύνθεσης πεπτιδίου περιλαμβάνει την επιλογή του καταλληλότερου συνδυασμού προστατευτικών βάσεων και της καλύτερης μεθόδου σύζευξης θραυσμάτων.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Ιουλίου 2023