Пептидната комуникация има свойствата на частично двойна комуникация. Това се проявява в намаляването на дължината на тази връзка (0.132 nm) в сравнение с дължината на проста връзка с N (0.147 nm). Частично разбит характер на пептидните комуникации прави невъзможно свободно въртене на заместителите около него, така че пептидната група е плоска и обикновено има транс-конфигурация (F-la i). За, осите на пептидната верига са серия от твърди самолети с подвижна ("шарнирна") артикулация на място, където асиметричните атоми с (в F-Le I са обозначени със звездичка).

При пептидни разтвори има предпочитано образуване на определени конфорстри. С удължаването на веригата се придобива по-изразена стабилност (подобно на протеините) подредени елементи на вторичната структура. Образуването на вторичната структура е особено характерно за редовните пептиди, по-специално за полиаминови киселини.

Имоти

Олигопептидите чрез свойства са близо до аминокиселини, полипептидите са подобни на протеините. Олигопептидите обикновено са кристални вещества, които се разлагат, когато се нагряват до 200 300 ° С. Те са добре разтворими във вода, разредени киселини и основи, почти не са разтворими в органични разтворители. Изключения са олигопептиди, конструирани от хидрофобни аминокиселинни остатъци.

Олигопептидите имат амфотерни свойства и, в зависимост от киселинността на средата, могат да съществуват под формата на катиони, аниони или zwitter йони. Основните абсорбционни ленти в IR спектъра за групата NH3300 и 3080 cm -1, за групата С \u003d О 1660 cm -1. В UV спектрите абсорбционната лента на пептидната група е разположена в областта от 180-230 nm. Пептидната изоелектрична точка (PI) варира значително и зависи от състава на аминокиселинните остатъци в молекулата. Магнитените на RK и пептидите са за a-coxy прибл. 3, за -h2 прибл. осем.

Химичните свойства на олигопептидите се определят чрез функционални групи, съдържащи се в тях, както и пептидни характеристики. Техните химични трансформации са до голяма степен подобни на съответните реакции на аминокиселина. Те дават положителна реакция на терена и реакция на нишидрин. Дипептидите и техните производни (особено етери) се лесно са циклизирани, превръщащи се в дикетопиперазини. Под действието на 5.7 нормалните пептиди на солна киселина се хидролизират до аминокиселини за 24 часа при 105 ° С.

Синтез пептид

При синтеза на пептид, известен от органичната химия на реакцията на получаване на амиди и специално разработени методи за синтеза на пептиди. За да приложите успешно тези синтез, е необходимо да активирате карбоксилната група, т.е. Увеличете електрическия карбонил въглерод. Това се постига чрез химическа модификация на карбоксилната група аминокиселини. Видът на такава модификация обикновено определя името на метода на пептидния синтез.

1. Метод на хлоранхидрид.

Методът се основава на реакцията на получаване на амиди към взаимодействието на киселинните хлоридни Crides със съответните амини. Този метод е получен първи пептиди. Понастоящем този метод е изключително рядък, тъй като е придружен от образуването на странични продукти и пептидни рацемични.

2. Азиден метод

Първоначалното вещество в този метод е най-често етил етер N-защитена аминокиселина, от която се получава хидразид, последният се получава като се използва натриев нитрит в присъствието на солна киселина в киселинен азид. В реакцията обикновено се използва хидразин, в който един от нитите се блокира от защитна група (Z-карбобензокси или въглехиртуикуйук), която избягва образуването на странични дихидразиди. Азид при взаимодействие със С-защитени аминокиселини в леки условия образуват пептиди.

Рацемизацията в този метод е сведена до минимум, но може да има нежелани реакции, а именно: азидите могат да бъдат пренаредени в изоцианати, които от своя страна, когато взаимодействат с алкохол, използван като разтворител, образуват уретани.

3. Смесени анхидриди

Смесени аминокиселинни анхидриди с производни на въглища киселина, получени, например, са установени широко използване в пептиден синтез, получен, например, като се използва изобутилхлорхарбонат:

Реакцията в този синтез се извършва при ниска температура (-10 .. -20 S), доста бързо, което значително намалява възможността за формиране на странични продукти и рацемия. Бързото пристъпи синтез на пептиди, използвайки смесени анхидриди, се нарича REMA-синтез. Методите за образование, използващи смесени анхидриди, се използват широко в синтеза на пептидите на твърда фаза.

Така, пептидният синтез изисква счетоводно и грубо съответствие с някои фактори. По този начин, за да се намали образуването на странични продукти и рацемия, се препоръчват следните условия за реакция на образуването на пептидна комуникация:

1) процесът трябва да се извърши при ниски температури, реакционното време трябва да бъде минимално;

2) реакционната маса трябва да има рН близо до неутрално положение;

3) органични основи се използват като киселинни свързващи реагенти като пиперидин, морфолин и др.;

4) Реакцията е за предпочитане в безводна среда.

Синтез на твърда фаза

Синтез на твърда фаза - методичен подход към синтеза на олигомери (полимери), използвайки твърд неразтворим медияпредставляващи органичен или неорганичен полимер.

В началото на 60-те години се предлага нов подход за решаване на проблемите на изолиране и пречистване, възникнали в пептидния синтез. По-късно от откриването на този подход, R. Мерифилд, в нобеловата си лекция разказа как се е случило: "Веднъж имах мисъл за това как е достигнат целта за по-ефективен синтез на пептиди. Планът е да се събере пептидната верига на пощенския и по време на синтеза веригата трябва да бъде в единия край, свързан с твърд носител. " В резултат на това освобождаването и пречистването на междинните и целевите пептидни производни се редуцират до филтриране и пълно промиване на твърд полимер за отстраняване на всички излишни реагенти и странични продукти, останали в разтвор. Такава механична операция може да се извърши количествено, лесно стандартизирана и дори може да бъде автоматизирана. Посочете тази процедура по-подробно.

Синтез на твърда фаза,

методич. Подходът към синтеза на олиго (поли) мерки, използвайки твърд неразтворим носител (N.), който е твърд. или noog. полимер. Това означава, че се основава на факта, че първата връзка на бъдещия олигомер е ковалентно фиксирана върху "котва" група N., разширението на веригата се извършва от стандартни мономери чрез конвенционални схеми, използвани за синтез в R-RAX. За вземане. Синтезистка сцена. Олигомерът се разцепва от N. и се пречиства със съответните методи. Т. s. Нанесете в OSN. За получаване на полипептиди, олиго-нуклеотиди и олигозахариди.

В синтеза на полипептиди като N. NAB. Стирол кополимер и 1-2% дивинил бензен, модифициран чрез прилагане на диметоксибензил хлоридна анкерна група за свързване на първия (със защитена NH2 група) чрез C-край, например:

След отстраняване на N-защитната група, сградата на полипептидната верига се извършва чрез стандартни методи за пептиден синтез в P-Re (виж. Пептиди). Тъй като кондензационните агенти са NAB. Често се използват или предварително преобразуват аминокиселини в активизъм. Етер.

В синтеза на олигонуклеотиди като N. Използвайте макропорести очила или. Анкерната група сервира карбоксилна група, отделена от N. Spets. "Foot", например:

В пурин или пиримидична основа

На първия етап нуклеозидът е прикрепен към носителя на 3 "-хидроксил деоксирибоза група, в K-рояк, силна група в позиция 5" е защитена от димоксийторна група (СНЗОС 6N 4) 2 (С6Н 5) C (DMTR); Брой късно след разцепването му се измерва лесно чрез спектромометрично, което служи като цитати. Характеристика на натоварването на носача и ви позволява да оцените изходите при следващите етапи на удължаването на олигонуклеотидната верига. След отстраняване на DMTR групата, схемата се провежда като се използват фосфилатидиди (F-La I; M. Kapozers, 1980) или фосфонати (хидрофосфонати) (II; R. Ryiszgg, 1986):

Да приложите Т. с. Необходими са високи добиви (на ниво от 96-99%) на всеки етап от пенсията, както и ефективни методи за почистване и подчертаване на синтеза. връзки.

Използването на твърда фаза дава възможност за значително опростяване и ускоряване на всеки етап от увеличаването на веригата на олигомера, тъй като отделянето на излишните компоненти, кондензиращите агенти и странични продукти, разположени в P-Re, се постига чрез филтриране на реакцията . Смеси и промиване N. Подходящ комплект P-Rite-Lei. T. OBR., Процесът на сглобяване на олигомерната верига се разпада до редица стандартни операции: освобождаване на нарастващия край на веригата, дозиране на следващия защитен мономер и кондензиращия агент, захранването на тази смес в колона с N , За изчисленото време и промиване N. подходящ R-ездач. Цикълът на удължаване на мономерното устройство m. Б. Автоматизиран.

В сърцето на автоматичното. Бал. Синтезаторите се крие с обща схематична диаграма (виж фиг.). Многобройни Моделите на синтезатора се различават в дизайна на колоните и техния брой, методът за хранене на реагентите и R-ryteli и др. Контрол и програмиране се извършват с помощта на вграден или визуален компютър.

Автоматика на концептуалното устройство. Бал. Синтезатори (електрически. Контролната линия е обозначена с пунктирана линия): 1-рини на подаване на мономери (m 1, m Н.) и кондензационен агент (KA); 2-редов захранване на реагенти (например, окислители, ацилиращи агенти, Kt и др.) И Phelters (P 1, R Н.); 3 - превключващи се клапани; 4-колона с носител, оборудван с разпределение. клапан; 5-фотометрични. клетка; 6 метра; 7-контролна и програмна единица; 8-дисплей.

Потенциалните характеристики на това се демонстрират от синтеза А (R. Merryfield, 1969) и човешки растежен хормон (D. Yamashiro, 1970) с дължина 124 и 183 аминокиселини, съответно. Въпреки това, поради малка, но постоянна раченост, която се случва при образуването на пептидни комуникации, синтезиански. Притежават нисък биол. Следователно активност. Синтезатори се използват ch. arr. За получаване на къси полипептиди (10-30 връзки), включително за препаративния синтез на протеин (1 g).

Това означава, че Merryphield (1962) за синтез на полипептиди се предлага и въвежда в практиката на полипептиди, а след това и синтеза на олигонуклеотиди (R. lezinger, 1964) и олигозахариди (A. patchernik, 1973) са общи.

Има и друг важен аспект на използването на N. за задържане на МН. ORG. P-QII (, халогениране и др.). В този случай променяният. N. действа като полимерен реагент или катализатор и всички трансформации на субстрата се появяват в P-Re. Например, ROP (OH) (OH) 2 фосфат (OH) 2 фосфати се извършва с помощта на омрежен полистирен, модифициран чрез сулфохлоридна група като кондензиращ агент.

Осветено: Химия на полипептиди, на. от английски, M., 1977; Реакции, поддържани от полинер в органичен синтез, изд. От P. Hodge, D.C. Шерингтън, Чинчестър, 1980 г.; Олигонуклеотиден синтез, практичен подход. Измийте., 1984. B.K. Потапов.

Химическа енциклопедия. - т.: Съветска енциклопедия. Ед. I. L. Knunyantsa.. 1988 .

Гледайте какво е "синтез на твърдата фаза" в други речници:

синтез на твърда фаза - синтез на комбинаторно химично синтез на различни състави, който използва твърда подложка за отделяне на съставите по време на синтеза, като по този начин се опростява идентифицирането на получените състави, прикрепена към нарастващата пептидна верига, докато дициклохексилкарбодиимид се използва като кондензиращ агент (DCC с добавка N-хидроксиучиминимид (GS). Активният пептид се отделя от полимера, защитните групи са отстранени чрез действието, което всичко това може да бъде написано като схема (виж страница 336; Tfuk - трифлуороцетна киселина).

Общият добив на продукта 85 е около 40%, от който могат да бъдат получени само 10% от пречистеното активен 84.

Блоковете се синтезират чрез свързване на фрагменти, получени или чрез линеен или конвергиран синтез. При изграждане на блок (1-12), свързването на фрагменти се извършва чрез връзките на пролин, тъй като рацемизацията е минимална. В повечето случаи свързването се извършва чрез активирания етер с пентахлорофенил (RSR) или -нтетрофенил етери. Синтезната схема е биинсилоксикарбонил протезен блок е показан по-долу.



В случаите, когато връзките за пролин не могат да бъдат използвани като място на свързване на фрагменти, тяхното съединение се извършва азиден метод, при който по-малко рацемизация.

Общата активност на продукта (80%) е по-висока, отколкото в случай на синтез на пиедестал (30%).




Комбинаторният синтез може да се извърши не само в разтвор (синтез на течност), но и на повърхността на твърда химически инертна фаза. В този случай първият изходен материал е химически "зашит" към функционални групи на повърхността на полимерния носител (най-често се използва естер или амидна връзка) и се обработва с разтвор на второто източническо вещество, което се внася в значителен излишък в края на реакцията. В такава форма на реакция има определено удобство, тъй като продуктът е облекчен: полимерът (обикновено под формата на гранули) се филтрува просто, се промива старателно от втория реагент остатъци и химически разцепено насоченото съединение от него.

В органичната химия няма нито една реакция, която все пак осигурява количествен добив на целевите продукти. Единственото изключение е очевидно пълното изгаряне на органични вещества в кислород при високи температури към СО 2 и Н20. Следователно почистването на целевия продукт винаги е незаменима и често най-трудната и отнемаща време задача. Особено трудна задача е да се изолират продуктите на пептидния синтез, например, отделянето на сложна смес от полипептиди. Следователно, той е в пептиден синтез, че синтезът метод върху твърд полимерен субстрат, разработен в началото на 60-те години на ХХ век, е постигнато най-голямото разпределение в началото на 60-те години.

Полимерният носител в метода на мериолд е гранулиран омрежен полистирен, съдържащ хлорометилови групи в бензолови ядра, които са линкери, свързващи субстрата с първия аминокиселинен остатък на полипептида. Тези групи превръщат полимера във функционалния аналог на бензилхлорид и съобщават за способността лесно да образуват съединения естерни връзки, когато реакции с карбоксилатни аниони. Кондензацията на такава смола с N-защитени аминокиселини води до образуване на подходящи бензилови естери. Отстраняването на N-защитата от дава С-защитено производно на първата аминокиселина, ковалентно свързана с полимера. Аминоцилирането на освободената аминогрупа N-защитено производно на втората аминокиселина, последвано от отстраняване на N-защитата, води до подобно производно на дифептида, също свързан с полимера:

Такъв двустъпен цикъл (отстраняване на защитата - аминоцилиране) може по принцип да се повтаря толкова пъти, колкото е необходимо за изграждане на полипептидна верига от дадена дължина.

По-нататъшното развитие на идеите на Мейфер беше насочено предимно към търсенето и създаването на нови полимерни материали за субстрати, разработване на методи за разделяне на продукти и създаване на автоматизирани инсталации за целия цикъл от полипептиден синтез




Ефективността на метода Merofield е демонстрирана чрез успешния синтез на редица естествени полипептиди, по-специално инсулин. Особено визуални предимства бяха демонстрирани върху примера на синтеза на ензимната рибонуклеза. Например, цената на значителните усилия, в продължение на няколко години, Hirschmen с 22 служители са извършили синтеза на рибонуклеаза ензим (124 аминокиселинни остатъци) с помощта на традиционни методи за течна фаза. Почти в същото време, същият протеин се получава чрез автоматичен синтез на твърда фаза. Във втория случай синтезът, включващ само 11 931 различни операции, включително 369 химични реакции, се извършва от двама участници (ГАТТ И МЕРРИФИН) само за няколко месеца.

Идеите на мерифора са служили като основа за създаване на различни методи за комбинаторно синтез на библиотеки от полипептиди на различни сгради.

Така през 1982 г. е предложена първоначалната стратегия на многостепенния паралелен синтез на пептиди върху твърдата фаза, известна като "метод за разделяне" ( разделен. - Разделяне, разделяне) или "смес и отстранен" метод (фиг. 3). Неговата есенция е както следва. Да предположим, че от три аминокиселини (A, B и C) трябва да получите всички възможни трипептидни комбинации. За това гранулите на твърдия полимерен носител (р) се разделят с три равни части и се третират с разтвор на една от аминокиселините. В този случай, всички аминокиселини са химически свързани с повърхността на полимера една от нейните функционални групи. Получените полимери на три разновидности са напълно смесени и сместа отново се разделя на три части. След това всяка част, съдържаща всички три аминокиселини в същите количества, отново се третира с една от същите три аминокиселини и получават девет дипептида (три смеси от три продукта). Друга смес, разделянето на три равни части и лечението на аминокиселини придават желаните 27 трипептиди (три смеси от девет продукта) само за девет етапа, докато получаването им изисква синтез от 27 × 3 \u003d 81 етапа.

Министерство на образованието и науката на Руската федерация

FGAU VPO "Урал Федерален университет, наречен на първия президент на Русия Б. Н. Елцин"

Катедра по органична синтез технология

Резюме на темата: "Принципи и методи на синтеза на твърдата фаза. Синтезни пептиди "

Изпълнява студент c. X-300803.

Шайкутдинова а.И.

Проверено Беренева V.S.

Yekaterinburg 2013.

1. Въведение ............................................... ..................................... 3.

2. Какво е пептиди? .............................................. .. ................................................ четири

2.1. Структурата на пептидите .............................................. .................. 5.

2.2. Синтез на пептиди ................................................. ......................7.7.

3. Синтез на твърда фаза на пептидите .......................................... ......... 10.

3.1. Метод на Merrinfield ................................................. ............. 10.

3.2. Твърд субстрат .................................................. ................ 14.

3.3. Избор на субстрат ................................................... ................ ... 14.

3.4. Линкери ................................................. ........................... 16.

4. Първият синтез на естествен хормон - окситоцин ............................. 22

5. Синтез инсулин в клетка ............................................... ............................ ..30.

6. Заключение ................................................. .......................................... ..34.

7. Литература ................................................... ............................ ... 35.

Въведение

В органичната химия няма нито една реакция, която все пак осигурява количествен добив на целевите продукти. Единственото изключение е очевидно общото изгаряне на органични вещества в кислород при високи температури до CO 2 и H2O. Следователно почистването на целевия продукт е сложна и отнемаща време задача. Например, 100% пречистване на пептидни синтез продукти е труден проблем. Всъщност, първият пълен синтез на пептид, окситоцин хормон (1953 g), съдържащ само 8 аминокиселинни остатъка, се счита за изключително постижение, което го доведе до автора, V. du Vino, Нобелова награда от 1955 г. Въпреки това, в Следващите двадесет години, синтезът на полипептидите на такава сложност се обърна в рутина, така че сега синтезът на полипептиди, състоящ се от 100 и повече аминокиселинни остатъци, вече не се счита за неустоима трудна задача.

Цел: Разглобете и обясняваме: "Какво причинява такива драматични промени в областта на полипептидния синтез?"

Какво е пептиди?

Пептиди - естествени или синтетични съединения,молекуликоито са изградени от остатъциалфа-аминокиселини, свързани с пептид (амидни) връзки С (О) NH. Може да съдържа B.молекуласъщо нелен компонент (например, остатъкавъглехидрати). Чрез броя на аминокиселинните остатъци, включени вмолекулипептидите разграничават дипептиди, трипептиди, тетрапептиди и др. Пептиди, съдържащи до 10 аминокиселинни остатъци, се наричат \u200b\u200bолигопептиди, съдържащи повече от 10 аминокиселинни остатъка от естествени полипептиди полипептиди.с молекулно тегло повече от 6 хиляди се обадипротеини.

За първи път пептидите се изолират от ензимни протеинови хидролизи. Терминът "пептиди" се предлага от Е. Фишър. Първият синтетичен пептид получи Т. Курсий през 1881 година. E. Fisher до 1905 г. разработи първия общ метод за синтез на пептиди и синтезиран редица олигопептиди на различни сгради. Съществуващият принос за развитието на химията на пептидите направиха ученици Е. Фишър Е. Амдегалден, езеро и М. Бергман. През 1932 г. M Bergman и L. Zervas се използват в синтеза на пептиди бензилоксикарбонилна група (карбобензокси група) за защита на алфа-амино групи аминокиселини, които отбелязват нов етап в развитието на пептидния синтез. Получените N-защитени аминокиселини (N-карбобензоксиаминови киселини) са широко използвани за получаване на различни пептиди, които успешно се използват за изследване на редица ключови проблеми на химията и биохимията на тези вещества, например, за изследване на субстратната специфичност на протеолитичната ензими. С използването на N-карбонзоксиаминни киселини, първо се синтезират естествени пептиди (глутатион, карнозин и др.). Важно постижение в тази област се развива в началото на 50-те години. P. Vogan и др. Пептид синтез чрез смесени анхидриди.

През 1953 г. V. du Vino синтезира първия пептиден хормон-токсоцин. Въз основа на концепциите, разработени от P. Merryphield през 1963 г., бяха създадени автоматични пептидни синтезатори. Получени интензивни методи за развитие на контролиран ензимен синтез на пептиди. Използването на нови методи дава възможност за извършване на синтеза на хормоналния инсулин и др.

Успехите на синтетичната химия на пептидите се получават чрез постижения в разработването на такива методи за разделяне, пречистване и анализ на пептиди, като йонообменна хроматография, електрофореза върху различни носители, гел филтрация, високоефективна течна хроматография (HPLC), имуно- \\ t Химически анализ и др. Получени големи методи за развитие за анализ на крайните групи и методите на стъпалото на пептид. Налице са, че са създадени автоматични аминокиселинни анализатори и автоматични инструменти за определяне на първичната структура на пептид-така наречените постелки.