A szerves kémia , peptid-szintézis a termelés peptidek , szerves vegyületek, amelyekben aminosavak keresztül kapcsolódnak amidkötéseket, amely ebben az esetben, hogy a nevét peptidkötések . A hosszú peptidek (fehérjék) előállításának biológiai folyamata fehérje bioszintézis néven ismert .
A peptideket kapcsolunk a karboxilcsoport egy aminosav a -amino-csoport a következő aminosavat a molekulában. Mivel a kockázata indukáló nemkívánatos mellékhatások reakciók , előzetes védelmét a funkciós csoportok általában szükséges. A peptidek kémiai szintézise általában a karboxil-végtől indul, és az aminoterminális vég irányába halad, vagyis a fehérjék biológiai szintézisével ellentétes irányban.
A folyékony fázisú peptidszintézis klasszikus módszer. A legtöbb gyakorlati alkalmazásban azonban szilárd hordozószintézissel helyettesítették. Jelentős hasznossága azonban megmarad nagyszabású ipari peptidgyártási alkalmazásokhoz.
A Robert Merrifield által kifejlesztett szilárd hordozón lévő peptidszintézis (SPPS, szilárd fázisú peptidszintézishez ) referenciamódszerré vált a peptidek és fehérjék laboratóriumi szintéziséhez . Az SPPS lehetővé teszi a baktériumokban nehezen termelhető természetes peptidek szintézisét, természetellenes aminosavak beépítését, vagy a peptidek és fehérjék peptidvázának módosítását.
A porózus gyantagyöngyöket távtartó kapcsolókkal ("linkerek") oltják be, amelyekre a peptidláncok felépülhetnek. A peptid kovalensen kapcsolódik a gyanta gyöngyhöz, amíg egy reagenssel, például vízmentes hidrogén- fluoriddal vagy trifluor-ecetsavval véglegesen hasad . A peptidet így „rögzítik” a szilárd hordozón, és a folyékony fázisban maradt reagensek és szintetikus melléktermékek eltávolítására szolgáló öblítések során rögzítve marad.
Az SPPS általános elve a védőcsoport-eltávolítás, mosás, összekapcsolás és mosás ciklusainak megismétlése. Az immobilizált peptid terminális aminja egy aminosavhoz kapcsolódik, amelynek N-terminális végét védőcsoport blokkolja (lásd alább). Ezután az új aminosav védőcsoportját eltávolítjuk, és az amin új N-terminális aminját tárjuk fel, amelyhez további aminosav kapcsolódhat. Ennek a technikának a fölénye részben abban rejlik, hogy az egyes reakciók után mosási ciklusokat hajthatunk végre, eltávolítva a felesleges reagenst, miközben a kérdéses peptid kovalensen kötődik a szilárd gyantához.
Két szilárd hordozószintézis stratégia létezik, az Fmoc kémia és a Boc kémia , az aminocsoportok blokkolására használt csoportok rövidítése . Ellentétben a-fehérje szintézisének riboszómák , peptidszintézissel egy szilárd hordozón kerül sor a C-terminális a az N-terminális . Vannak automatikus szintetizátorok, amelyek lehetővé teszik ennek a két technikának a megvalósítását, bár néha még mindig használnak manuális szintézist.
A peptidszintézis teljesítménye azon képességen alapul, hogy a szintézis ismétlődő ciklusai során a hozamot csökkentő mellékreakciók kiküszöbölhetők. A szilárd fázisú SPPS szintézis során a terminális karbonsavcsoportot a hordozóval kötött kötés védi. Ezért továbbra is meg kell védeni a peptidváz α-amin funkcióját és az oldalláncon esetleg jelen lévő reaktív csoportokat, az egyes ciklusokhoz kapcsolandó aminosavak jellegétől függően.
Az oldalláncok és a gerinc amin védelmét szolgáló stratégiáknak ortogonálisaknak kell lenniük, vagyis az oldalláncok védelmének stabilnak kell lennie az α-amin funkcióval történő védőcsoport-eltávolítási ciklusok alatt. Az oldalláncok védekezését valójában csak a szintézis legvégén végzik el, hogy elkerüljék az elágazó peptideket előállító mellékreakciókat.
A peptidszintézis során használt aminok két fő típusú védőcsoportot tartalmaznak: terc-butoxikarbonil vagy Boc és fluorenilmetoxi-karbonil vagy Fmoc. A védőcsoport eltávolítása érdekében a Boc-ot savas kezeléssel ( trifluor-ecetsav ) és az Fmoc-ot bázikus kezeléssel ( piperidin ) elimináljuk .
Lehetséges az α-amin funkciók együttes védelme Fmoc csoportokkal és az oldalláncok aminjai (lizin) Boc csoportokkal, az Fmoc védőcsoportjának eltávolítása piperidinnel, amely nincs hatással a Boc-ra, és rögzített marad a kapcsolás ismétlődő ciklusa alatt aminosavak.
A karboxi- benzil- csoportot (vagy Cbz vagy Z) szintén alkalmazzák, lényegében az oldallánc-aminok ortogonális védelmére a Boc szintézis stratégiában. A védőcsoport-eltávolítást katalitikus hidrogénezéssel hajtjuk végre a szintézis végén.
A szintetizálandó peptid N-terminális aminjának védőcsoportjának eltávolítása után hozzáadjuk a szekvencia következő aminosavának megfelelő építőelemet. Annak érdekében, hogy a peptidkötés kialakuljon a szinton karboxilcsoportja és a peptid amin között, egy kapcsolószert kell hozzáadni a karboxil aktiválásához.
A kapcsolószerek két fő típusát szokás használni: karbodiimideket , néha triazolollal együtt.
A leggyakrabban használt karbodiimidek, a diciklohexilkarbodiimid reaktív O- acil-izomerét képeznek a karboxilcsoporttal, amely ezt követően nukleofil támadáson megy keresztül a peptid szabad aminján keresztül.
A triazololok, például az 1-hidroxi-benzotriazol (HOBt) stabilizálják az acil-karbamid köztiterméket és korlátozzák az aminosav racemizációjának kockázatát .