Пептиды автоматический синтез

АВТОМАТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ПЕПТИДОВ [c.40]

Введение 33 Биомедицинское значение 33 Структура пептидов 33 Ионные формы пептидов 34 Конформация пептидов в растворе 35 Методы разделения пептидов 35 Определение аминокислотного состава пептидов 36 Определение первичной структуры полипептидов 37 Автоматическое определение аминокислотной последовательности полипептидов методом Эдмана 38 Автоматический синтез пептидов 40 Литература 41 [c.375]

Автоматический твердофазный синтез пептидов осуществляется иа специальных приборах, называемых синтезаторами (рис. 78). [c.147]

Основной упор в данной главе будет сделан на синтезе и химических реакциях аминокислот и их простых производных [но не пептидов и белков, которые рассмотрены в томе 10 (русского издания), части 23 и 24]. Кроме того, мы не будем рассматривать здесь несколько важных разделов, интересующих химиков, а именно технику тонкослойной хроматографии [6], практику автоматического аминокислотного анализа [7], химические последствия облучения аминокислот и их растворов [8], метаболические и исторические аспекты [10—12] и аминокислоты как антиметаболиты 13—14]. Более того, мы сконцентрируем внимание на алифатических аминокислотах, хотя и добавлен короткий обзор об ароматических аминокислотах. [c.233]

Гораздо более удовлетворительный метод был предложен Меррифилдом в 1963 г. в дальнейшем этот метод был усовершенствован. Используя тот факт, что направленные химические реакции значительно лучше проводить на поверхностях, отношение которых к объему реагентов велико, Меррифилд разработал твердофазный метод. В этом методе исходную аминокислоту наносят на нерастворимый полимерный носитель до начала реакции конденсации со второй, активированной, растворимой аминокислотой. Образующийся в результате реакции пептид остается соединенным с полимерной матрицей и может быть легко отделен от реакционной смеси. Более того, в такой системе реакцию конденсации можно проводить полностью, с выходом около 100%. В этом методе используют твердую смолу (сополимер 98% стирола и 2% дивинилбензола) в форме маленьких шариков. В 1967 г. Меррифилд сообщил, что полный синтез инсулина твердофазным методом выполнен всего лишь за месяц. Описанной процедурой можно управлять автоматически, а это обещает сделать твердофазный метод еще более эффективным. [c.376]

Более совершенным и эффективным оказался разработанный в конце XX в. Р. Б. Меррифилдом и широко используемый в настоящее время метод автоматического твердофазного синтеза пептидов, позволивший автоматизировать данный процесс и снизить механические потери. Сущность данного метода состоит в том, что первый мономер во вновь строящейся цепи синтезируемого полипептида ковалентно связывается с нерастворимым полимерным носителем, а все последующие стадии проводятся [c.53]

В настоящее время автоматические приборы для синтеза пептидов твердофазным методом выпущены в продажу несколькими фирмами, — Прим. ред. [c.11]

Твердофазный синтез пептидов можно проводить, используя простые (неавтоматические) системы кранов, применение которых исключает некоторые нежелательные операции (например, открывание реактора для загрузки реагентов), а также снижает время введения в пептидную цепь одного аминокислотного остатка почти до того же уровня, что и при использовании автоматического прибора для твердофазного пептидного синтеза. Подобные системы изображены на рис. 26 и 27. [c.152]

Пока еще неясно, какой тип прибора в конечном счете окажется оптимальным для твердофазного синтеза пептидов. Два различных типа автоматических нри- [c.157]

До появления клонотек пептидов улучшение их биологических свойств осуществляли путем последовательного синтеза большого числа аналогов и проверкой их биологической активности, что требовало больших затрат времени и средств. В последние годы появилась возможность с помощью автоматических синтезаторов создавать за короткое время тысячи различных пептидов. Разработанные методы направленного мутагенеза также позволили резко расширить число белков, получаемых одновременно и последовательно тестируемых на биологическую активность. Однако только недавно разработанные подходы к созданию клонотек пептидов привели к получению миллионов последовательностей аминокислот, требуемых для проведения эффективного скрининга с целью выявления пептидов, максимально удовлетворяющих предъявляемым критериям. Такие клонотеки используются для исследования взаимодействия антител с антигенами, получения новых ингибиторов ферментов и антимикробных агентов, конструирования молекул, обладающих требуемой биологической активностью, или придания новых свойств белкам, например, антителам. [c.337]

Химический синтез пептидов чрезвычайно важен, тем более что разработанные для этого методы могут быть применены также для синтеза белков. Между первым получением пептида Фишером и Фурне (глицилгли-цин, 1901 г.) и автоматическим синтезом полипептидов и белков в наше время лежит три четверти века интенсивного развития органической химии. Разработаны многочисленные методы направленного синтеза пептидов. Важнейшие из этих методов рассмотрены в этой главе (наряду с методами защиты амино- и карбоксильных групп и функций боковых цепей). Обсуждаются также проблемы рацемизации, стратегии и тактики пептидного синтеза, принципы образования циклических пептидов. В конце главы помещен обстоятельный обзор важнейших пептидов, встречающихся в природе, причем наряду с описанием соединений и получением их с помощью химического синтеза уделяется внимание связи строения и действия. [c.92]

Твердофазная техника приводила к существенной экономии труда и времени, необходимых для пептидного синтеза. Так, например, ценой значительных усилий Хиршмен с 22 сотрудниками [5f] завершили вьщающийся синтез фермента рибонуклеазы (124 аминокислотных остатка) с помошью традиционных жидкофазных методов. Почти одновременно тот же белок был получен путем автоматизированного твердофазного синтеза [5g], Во втором случае синтез, включающий 369 химических реакций и 11 931 операцию, был вьшолнен двумя участниками (Гатте и Меррифилд) всего за несколько месяцев (в среднем до шести аминокислотных остатков в день присоединялись к растущей полипептидной цепи — фантастический темп ). Последующие усовершенствования позволили построить полностью автоматический синтезатор. Таким образом, дерзновенная и волнующая проблема пептидного синтеза, решение которой ранее требовало огромных затрат труда и времени, теперь может считаться практически решенной (по крайней мере, для не слишком сложных пептидов). [c.302]

Рибонуклеаза была первым ферментом, который удалось получить полным химическим синтезом. Гутт и Меррифилд синтезировали цепь с С-конца на твердой фазе с использованием автоматического синтезатора (разд. 2.2.7.1). Концепция группы Мерка (разд. 2.2.5.3) состояла в построении фрагментной конденсацией S-белка и соединении его с синтетическим S-пептидом. Невысокая (20 — 30%) величина полученной биологической активности объясняется неоднородностью конечного продукта синтеза. [c.404]

Разработка твердофазного метода синтеза пептидов (см. гл. 23.6) привела к усовершенствованию некоторых стадий в процессе последовательной деградации. Так, стало чрезвычайно просто отделять 2-анилинотиазолиноны-5 от остального пептида или белка. После разработки автоматического секвинатора с использованием твердой фазы [20] появились промышленные приборы [c.267]

Жилкофазный способ синтеза пептидов используется в некоторых типах автоматических синтезаторов для получения относительно небольших пептидных молекул (в случае высокомолекулярных пептидов синтез нередко осложняется из-за изменения растворимости полимера). [c.147]

Разработанный в 1963 году Р Меррифилдом (Нобелевская премия 1984 г) метод твердофазного синтеза пептидов (ТФСП) позволил повысить эффективность, ускорить процесс пептидного синтеза, автоматизировать метод и создать автоматические синтезаторы, позволяющие по заданной программе наращивать полипептидную цепь со скоростью 6 аминокислот в сутки Методом ТФСП бьши синтезированы инсулин (П Катсоянис, 1964 г, Я Кунг, X Уан, 1963-1965 г), фермент рибонуклеаза (124 аминокислоты, Р Меррифилд, Б Гутте, 1969-1971 г), jo-липотропин (91 аминокислота, Ч Ли, Д Ямаширо, 1978 г) и др [c.878]

Существуют автоматические устройства, синтезирующие полипептиды этим кетодом с заданной программирующим устройством последовательностью аминокислот. Синтез пептидов чрезвычайно трудоемок, так как необходимо после КЕЖДой стадии выделять и очищать продукт реакции. При этом неизбежны потери вещества. Для синтеза рибонуклеазы—белка, содержащего 124 амине кислотных остатка, необходимо провести 369 химических реакций, включающих [c.515]

Пептидные синтезы с использованием п-нитрофениловых эфиров обычно проводят в подходящих растворителях, например в этилацетате или тетрагидрофуране (в зависимости от растворимости), при комнатной температуре или при слабом нагревании иногда рекомендуется добавлять диметилформамид. Ряд природных полипептидов удалось синтезировать исключительно на основе п-нитрофениловых эфиров [267, 273, 277], что со всей oчeвиднo tью демонстрирует преимущества этого метода. Влияние длины пептидной цепи на скорость аминолиза было исследовано Хургиным и Дмитриевой [1226] при этом было установлено, что длина цепи карбоксильного компонента оказывает более сильное влияние на процесс аминолиза, чем длина цепи аминокомпонента. Аминолиз п-нитрофениловых эфиров в значительной степени катализируется в присутствии имидазола [1515а]. Метод п-нитрофениловых эфиров применим также для реакций конденсации с солями аминокислот и пептидов [283, 996]. Гуттманн и Буассона [899] рекомендуют проводить аминолиз п-нитрофениловых эфиров в смеси диоксана с водным раствором едкого натра необходимо поддерживать постоянное значение pH (автоматический титратор), чтобы предотвратить нежелательный щелочной гидролиз. [c.146]

Твердофазный синтез пептидов был разработан Р. Мэррифилдом с целью упрощения и ускорения пептидного синтеза таким способом, который позволял бы практически осуществлять синтез длинноцепочечных пептидов и мог бы быть в дальнейшем еще более ускорен за счет автоматизации. Обе эти задачи были решены в течение нескольких лет, прошедших после того, как в первой работе, посвященной методу, были ясно изложены его основы. В литературе появились сообщения о синтезе этим методом большого числа пептидов, длина молекул которых достигала 55 аминокислотных остатков . Описан автоматический прибор для синтеза пептидов этим методом, и разрабатывается серийная модель такого прибора . [c.11]

Современные методики, применяемые в синтезе по способу Мэррифилда, позволяют исследователям синтезировать очень многие пептиды, содержащие все природные аминокислоты. Самые длинноцепочечные пептиды, полученные до настоящего времени этим методом, — инсулин [62], две цепи которого содержат 21 и 30 аминокислотных остатков соответственно, и ферредоксин [6], насчитывающий 55 остатков . Твердофазные синтезы проводят в самых разных масштабах от 10 мг полимера (2 мкмоля пептида) [121] до 40 г декапептидил-полимера в одном опыте [56]. Скорость твердофазного синтеза, составляющую в случае ручного варианта работы два или три аминокислотных остатка в день, можно увеличить до шести аминокислот в день, если использовать автоматический прибор [81, 82]. Дальнейшее развитие этого метода, несомненно, обеспечит еще более значительный прогресс в пептидном синтезе. [c.22]

Тот факт, что все операции твердофазного пептидного синтеза проводятся в одном сосуде (после присоединения первой аминокислоты к носителю) и что эти операции включают только подачу жидкости, перемешивание и удаление жидкости фильтрованием, позволяет провести автоматизацию системы. Прибор, который автоматически осуществляет все эти операции, описан в работе [81] и за последние 3 года был использован для синтеза многих пептидов. Этот прибор, будучи загружен аминоацилированным полимером и снабжен запасом растворителей, реагентов и растворов БОК-аминокислот, может работать без присмотра в течение 24 час, и за это время удлинить пептидную цепь на полимере-носителе на 6 аминокислотных остатков. После того как аминокислотные резервуары будут промыты и заполнены растворами шести новых аминокислот, прибор может продолжать синтез в течение следующих 24 час. Прибор можно отрегулировать на программу с использованием карбодиимида или на программу с применением активированных эфиров каждому типу синтеза соответствуют различные программирующие барабаны. Этот прибор обеспечивает большой выигрыш во времени, особенно при синтезе длинноцепочечных пептидов. [c.156]

Однако твердофазный пептидный синтез, как бы эффективен ни б ь1л этот метод, не может автоматически гарантировать удовлетворительный результат любого предпринятого синтеза. Методы, которые обычно обеспечивают полноту протекания реакции пептидообразования, могут оказаться непригодными для нового класса пептидов или для высокомолекулярных пептидов и белков, в которых могут проявиться особенности их вторичной структуры. Каждый исследователь обязан доказать однозначными мето- [c.158]

Введение новых методических приемов каждый раз поднимало биохимическую науку на более высокую ступень познания закономерностей жизнедеятельности организмов, открывало новые уровни исследования живого. Своеобразной чертой последнего периода в развитии биохимии является широкое применение скоростных методов анализа в соединении с автоматическим контролем. Это в значительной мере облегчает и ускоряет выполнение намечаемых научных программ. В настоящее время полностью автоматизированы количественное определение ряда соединений—аминокислот в белковых гидролизатах, MOHO- и дисахаридов в биологических жидкостях (кровь, моча и др.) выяснение первичной структуры пептидов, белков и нуклеиновых кислот проведение исследований по кинетике ферментативного катализа и при серийных определениях энзиматической активности элементарный анализ природных соединений синтез пептидов, олигонуклеотидов и белков [c.5]

С разработкой триэфирного метода трудоемкость получения искусственных олигонуклеотидов значительно снизилась, и синтез олигомера постепенно превратился из экстраординарного в тривиальное событие. Принципиальное значение имели также появление технологии синтеза на полимерном носителе, заимствованной из химии пептидов и белков, и автоматизация процесса. Благодаря этому стало возможным почти целиком доверить получение олигонуклеотидов автоматическому синтезатору ДНК. Триэфирный метод позволил получать более длинные олигомеры (15-20 нуклеотидных звеньев), что привело к повышению стабильности комплексов из-за большего перекрывания олигонуклеотидов и дало возможность получать дуплексы-интермедиаты из большего числа олигомеров. Все это способствовало созданию значительно более протяженных генов при использовании прежней методологии. [c.64]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология