Пептидный твердофазный

Жидкофазный пептидный синтез похож на твердофазный метод (гл. 2) тем, что синтез происходит на полимерном носителе (т. е. полиэтиленгликоле). Однако полимер растворим в используемой системе растворителей, так что протекает гомогенная реакция. Этот метод не нашел столь широкого применения, как аналогичный твердофазный синтез, [c.368]

Удивительно простая идея этого нового метода синтеза состоит в том, что аминокислота закрепляется через свою карбоксильную группу на нерастворимом легко фильтруемом полимере, и затем пептидная цепь постепенно наращивается с С-конца. Для этой цели К-замещенные аминокислоты вводят в реакцию с реакционноспособными группами полимерной смолы. С аминокислоты, ковалентно соединенной с полимерной частицей, удаляется Ы-защитная группа, и полученный аминоацильный полимер реагирует со следующей Ы-защищенной аминокислотой. Пептидная цепь ступенчато наращивается на полимерной матрице. На последней стадии синтеза Меррифилда расщепляется ковалентная связь между С-концевой аминокислотой построенной полипептидной цепи и якорной группировкой полимерного носителя. Нерастворимый носитель может быть отделен от находящегося в растворе полипептида простым фильтрованием. Решающее преимущество метода Меррифилда состоит в том, что избегают трудоемких и требующих много времени операций по очистке промежуточных продуктов. Ценный продукт реакции все время остается прикрепленным к полимерному носителю, в то время как избытки реагентов и побочные продукты удаляются фильтрованием. Простота эксперимента и возможность автоматизации привели сначала даже к мнению, что благодаря этой новой синтетической концепции будет, наконец, решена проблема химического синтеза ферментов и других белков. Однако после подробного изучения и интенсивной разработки этой новой техники синтеза были выявлены серьезные лимитирующие факторы, которые впоследствии привели к реалистической Оценке этого метода. Конечно, сведение трудных стадий высаживания и очистки при обычных методах в растворе к простому процессу фильтрования в твердофазном синтезе уже означает неоспоримое преимущество. [c.179]

Основываясь на фотолабильных якорных группировках, Меррифилд разработал так называемую ортогональную концепцию защит для твердофазного пептидного синтеза [420]. С этой целью вводятся защитные группы различных типов, которые могут селективно отщепляться при действии разных реагентов. [c.185]

Описанная проблематика защитных групп при твердофазном пептидном синтезе показывает, что различные лимитирующие факторы метода Меррифилда тесно связаны с указанными неразрешенными (или же недостаточно разрешенными) вопросами. Совокупность этих проблем не может здесь подробно обсуждаться, поэтому желающие отсылаются к литературным источникам [391—396, 420]. [c.188]

После п-кратного повторения реакционных стадий III и IV (рис. 2-12) желаемая пептидная последовательность строится на полимерном носителе на стадии V. Несмотря на указанные недостатки, твердофазный пептидный синтез открыл новые возможности для автоматизации. Первый аппарат был сконструирован Меррифилдом и сотр. [440] (рис. 2-20). [c.191]

Жидкофазный пептидный синтез, так же как и твердофазный, может быть автоматизирован. [c.197]

Чередующийся твердофазно-жидкофазный пептидный синтез [c.197]

Несмотря на большие усилия, до сих пор не удалось решающим образом улучшить твердофазный пептидный синтез. Наоборот, в последние годы выявлен целый ряд дополнительных побочных реакций [534]. [c.215]

Твердофазный пептидный синтез 405 [c.8]

ТВЕРДОФАЗНЫЙ ПЕПТИДНЫЙ СИНТЕЗ [c.405]

В отличие от приведенного примера, когда на поверхности полимера была сначала зафиксирована Ы-защищенная С-концевая а-аминокисло-та, при твердофазном методе синтеза возможно также сначала нанести на поверхность полимера активированную Ы-концевую а-аминокислоту и вести процесс пептидного синтеза с последующими активированными а-аминокислотами. С помощью твердофазного метода синтеза на носителях в 1969 г. в течение нескольких недель удалось осуществить полный синтез фермента рибонуклеазы, насчитывающего 124 а-аминокислотных остатка. [c.655]

Такой внерибосомный пептидный синтез — замечательный пример, показывающий важность хиральности (разд. 4.2.1). Мы еще очень далеки от умения проводить пептидный синтез в лаборатории с такой же эффективностью даже с использованием твердофазного метода Меррифильда (разд. 2.6.3). Однако аналогия здесь очевидна. [c.65]

Ранее на кафедре химии и технологии тонких органических соединений МИТХТ им. М. В. Ломоносова были отработаны классический синтез в растворе и твердофазный метод синтеза моно- и бис-пептидных производных по карбоксильным группам протогемина IX и исследованы свойства полученных соединений. [c.25]

Ранее на кафедре химии и технологии тонких органических соединений МИТХТ им. М.В. Ломоносова были отработаны классический синтез в растворе и твердофазный метод синтеза моно- и бис-пептидных производных по карбоксильным группам протогемина IX. Показана возможность применения геминпептидов в качестве моделей активных центров гемсодержащих ферментативньгх систем. [c.153]

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]

Особое распространение получили методы, основанные на использовании антигенов и антител, меченных ферментами, — так называемый иммунофермеитный анализ. Они используются для изучения широкого круга соединений — антител, пептидных и стероидных гормонов, вирусных и бактериальных антигенов, различных белков и ферментов. Существуют гетерогенные (твердофазные) и гомогенные методы иммуноферментного анализа, принципиально различающиеся способом разделения компонентов иммунохимической реакции. Твердофазные методы основаны на применении антител или антигенов, иммобилизованных на нерастворимых носителях. [c.306]

Стратегия твердофазного пептидного синтеза предусматривает временное закрепление синтезируемой лептидной цени надераст римом полимерном носителе и осуществляется по схеме [c.471]

Этот мягкий метод отщепления, который дает пептиды с С-концевыми амидными группами, приводит к высоким выходам также в случае пептидов со стерически затрудненными концевыми аминокислотными остатками. Фотолиз а-метилфенациловых эфиров был перенесен и на твердофазный синтез [419]. Фотолитические методы отщепления позволяют проводить синтез защищенных пептидных фрагментов. [c.185]

Используя несомненные преимущества метода Меррифилда, уже сегодня можно сравнительно быстро синтезировать пептидные фрагменты, которые могут быть получены с высокой степенью чистоты при помощи имеющейся теперь техники фракциоиирювания. Конденсация таких фрагментов с помощью обычных методов, позволяющих проводить тщательную очистку и анализ после каждой стадии, указывает путь иа ближайшее будущее. Наряду с этим с помощью твердофазного синтеза следует получать короткие биологически активные пептиды и прежде всего многочисленные аналоги. Хотя трудно установить предел длины цепи, позволяющий использовать этот метод для успешного получения пептидов, но пептиды, включающие 10—15 аминокислот, — вот, по-видимому, предпочтительные объекты синтеза. Главные проблемы, решение которых позволит преодо- [c.194]

Уже в 1965 г. Шемякин и сотр. [471] предложили применять для пептидного синтеза жидкие полимерные носители, чтобы таким путем преодолеть некоторые недостатки твердофазного метода. В случае применения жидкого полимерного носителя реакция конденсации может проводиться в растворе. Правда, при этом отделение избыточных реагентов после каждой стадии конденсации возможно только с помощью сложной операции высаживания. Введением полиэтиленгликоля (ПЭГ) как С-концевой защитной группы растущей пептидной цепи и применением улбтрафильтрации для отдельных низкомолекулярных реагентов Муттер и сотр. [472] решающим образом улучшили жидкофазный метод. [c.195]

Ступенчатое наращивание пептида с применением второй фазы впервые проведено Меррифилдом на примере твердофазного пептидного синтеза (разд. 2.2.7.1). При реакциях в гетерогенной фазе вероятность встречи реагирующих партнеров гораздо ниже, чем в гомогенном растворе. Для получения высокой степени превращения требуется значительный избыток ацилирующего средства. Преимуществом этой стратегии является простота технических операций и связанная с этим возможность автоматизации. Трудные операции очистки промежуточных веществ традиционного синтеза заменяются простыми процессами фильтрования и промывания. Однако на этом пути однородный продукт синтеза получается только в том случае, если каждая реакция в гетерогенной фазе протекает практически количественно. Несмотря на большие избытки карбоксикомпонента, использование которых чревато опасностью N-ацилирования пептидной связи, полное превращение на каждой стадии в настоящее время недостижимо. На практике средний выход на одну стадию 95—99%, что недостаточно для синтеза длинных пептидов или белков. Средние выходы на одну стадию и полные выходы (в зависимости от длины цепи) приведены в табл. 2-10. Как показывает практика, короткоцепочечные пептиды или их аналоги длиной до -15 аминокислотных остатков могут быть получены твердофазным методом. Трудности при синтезе небольших белков наглядно демонстрируются данными табл. 2-10. Еще хуже сказывается накопление не- [c.214]

Кратко изложив стратегию и тактику пептидного синтеза, попробуем проанализировать его современное состояние. Методические возможности, которыми располагает исследователь, достаточны, чтобы осуществить синтез небольшого белка. Приведенные в табл. 2-9 данные пр твердофазному пептидному синтезу убедительно показывают, что относительно быстро можно построить длинные пептидные цепи. Но так как в результате получаются, как правило, только трудно или вообще неочищаемые продукты, этнм методом целесообразно синтезировать только короткие пептиды, а также аналоги и фрагменты с максимальным числом аминокислотных остатков от 10 до 15. [c.226]

Этим методом удалось показать, что С-концевой Leu в синтетическом октапептиде содержит > 10% о-энантиомера, в то время как неконцевой Leu содержит только 1,1%. Причина этого — рацемизация С-концевого Leu при использовании твердофазного синтеза. Совершенно ясно, что этот метод секвенаторного хирального аминокислотного анализа является весьма перспективным. В дальнейшем его, вероятно, можно будет использовать дл, структурного анализа пептидных антибиотиков и родственных природных продуктов. [c.185]

Хотя описан ряд методов селективного расщепления определенных пептидных связей белковой цепи на такие фрагменты, которые можно анализировать по методу Эдмана, щирокое использование нащли всего несколько из них. Наиболее популярным методом является использование бромциана для расщепления пептидных связей по остаткам метионина схема (22) . Остаток метионина превращается в гомосерин и его лактон, которые становятся С-концевыми остатками всех фрагментов, за исключением С-концевого фрагмента исходного белка. Так как Met встречается относительно редко, фрагменты, получающиеся после подобного расщепления, довольно крупны, но с помощью современных вариантов анализа по Эдману можно проводить анализ их последовательности. Более того, лактон гомосерина на С-конце является подходящим участком для ковалентного связывания таких фрагментов с нерастворимым носителем при твердофазном секвентном анализе см. схему (17) . [c.273]

Успешное введение аминокислотного остатка гистидина в синтетические пептиды по-прежнему представляет собой чрезвычайно сложную проблему. И это связано с крайне неудобными для синтеза химическими свойствами имидазольного цикла. Свободный имидазол — это эффективный катализатор гидролиза сложных эфиров и амидов, а также рацемизации. Сами же гистидиновые производные особенно склонны к рацемизации в процессе пептидного синтеза. Если имидазольный цикл оставить незащищенным, то он может подвергаться ацилированию активированными карбоксильными компонентами, причем получающиеся ацильные производные сами по себе достаточно реакционноспособны и могут затем вызывать перенос ацильной группировки в разных участках молекулы. По этой причине Л т-ацильные производные гистидина часто неудобны в качестве синтетических интермедиатов, если на ряде стадий нужно сохранить находящуюся в боковом радикале защитную группу. Для ступенчатого синтеза можно использовать защищенные уретановые производные, например Ма, Л 1т бис-грег-бут-оксикарбонилпроизводное (63), причем обе защитные группы удаляют непосредственно после введения аминокислотного остатка в пептидную цепь. Так, интермедиат (63) успешно используется в твердофазном синтезе [47]. [c.387]

Если первоначально возникающая карбоксильная компонента находится в избытке, 0-ацилизомочевина (73) может предпочтительно реагировать с карбоновой кислотой или ее производным, что приводит к симметричному ангидриду (74) путь (б) на схеме (32) . Это вторичное активированное соединение способно в свою очередь реагировать с аминокомпонентой с образованием пептида и с регенерацией части карбоксильной компоненты, которая, таким образом, включается в цикл. Внолне вероятно, что образование пептидной связи в процессе твердофазного синтеза (см. разд. 23.6.4), при котором карбоксильная компонента обычно находится в большом избытке, в значительной мере протекает через промежуточный симметричный ангидрид. В отсутствие аминов карбодиимиды можно очень успешно применять для получения симметричных ангидридов. И, наконец, в отсутствии аминокомпоненты или когда реакции соединений (73) или (74) с амином протекают особенно вяло, может образоваться устойчивая Л -ацилмочевина (75). Это может произойти либо путем внутримолекулярной перегруппиров- [c.392]

Пептидный синтез становится трудоемкой и длительной операцией в том случае, когда целевой пептид велик. Образование каждой пептидной связи требует должным образом защищенной аминокислоты, проведения конденсации и снятия защитных групп. Несмотря на то, что больщое число последовательных стадий может быть модифицировано путем изменения общего плана синтеза (см. разд. 23.6.5), общее число дискретных химических операций в синтезе больших пептидных гормонов и небольших белков остается весьма значительным. Пептидный синтез предъявляет также значительные технические требования. Условия реакции требуют тщательного исследования и строгой оптимизации для того, чтобы обеспечить приемлемый выход и избежать побочных реакций. Выделение лабильных и труднодоступных продуктов реакции требует опыта и искусства экспериментатора. По этой причине в целом ряде схем Цредлагаются ускоренные синтетические методики, которые упрощают также многие обычные операции. Среди этих схем широкое распространение нашла методика твердофазного синтеза, разработанная Меррифилдом [106, 107]. [c.405]

При планировании синтеза пептидов значительного размера нужно уделить особое внимание как разработке общего или стратегического плана, так и тактике, с помощью которой этот план может быть эффективно выполнен [110]. Основной стратегический замысел состоит в способе, которым может быть достигнуто построение определенной последовательности остатков аминокислот, т. е. либо ступенчатым способом по одному остатку за одну ступень, начиная с концевой амино- или карбоксигруппы, либо путем объединения нескольких частей с определенной последовательностью (конденсация фрагментов), проводя синтез либо в растворе, либо твердофазным способом и т. д. Тактические соображения включают выбор подходящего сочетания защитных групп для концевых амино- и карбоксильных групп для различных боковых радикалов аминокислот. Некоторые из этих защитных групп постоянны , т. е. сохраняются до конца синтеза, другие — временны , т. е. подлежат отщеплению на промежуточных стадиях синтеза, что дает возможность создания определенного типа пептидной связи или это производится для того, чтобы нужным образом изменить растворимость и т. д. Условия для снятия защитных групп должны быть выбраны с учетом аминокислотного состава пептида. Другую часть тактики составляет выбор методики создат ния пептидной связи, выбор растворителя, особенно в связи с опас ностью рацемизации. [c.408]

Твердофазный конденсирующий агент в пеитндиом сннтезе [2]. КЭД был введен в нерастворимый полимер, полученный из стирола и дивинилбензола. В пептидном синтезе иолимерная форма по своей активности несколько уступает иономерной, однако она не менее эффективна, чем широко применяемое сочетание дициклогексилкарбодиимид — N-окснсукцнннмнд. [c.262]

Следует отметить, что хотя в процессе создания пептидной связи т имеем дело только с одной реакцией, что позволило автоматизировать процесс (в твердофазном методе), тем не менее скорость реакции, полнота ее прохождения и степень рацемизации часто зависят от характера соединяемых остатков, длины синтезируемой цепи, типа завдтных групп, растворителя и других факторов. Поэтому пептидный синтез не всегда может быть унифицирован и часто требует творческого подхода в выборе реагентов, условий синтеза и оптимальной схемы построения полипептидной цепи. [c.8]

Биохимия является в основном экспериментальной наукой. Она опирается на арсенал методов, созданных неорганической, органической, аналитической и физической химией. Однако многие из задач, с которыми сталкиваются биохимики, вследствие специфики изучаемых объектов требуют нетрадиционных подходов. В первую очередь это касается изучения биополимеров. Например, химический синтез белков представляет собой повторение десятки или даже сотни раз реакции образования пептидной связи с целью последовательного присоединения на каждой стадии к растущей полимерной цепи определенного аминокислотного остатка. Образование пептидных связей прекрасно отработано и с точки зрения классической органической химии не представляет ни трудности, ни интереса. Но необходимость проводить последовательно множество таких превращений без существенного уменьшения выхода, без повреждения уже созданной на предыдущих этапах синтеза полипептидной цепи ставит свои специфические проблемы, которые решаются оригинальными, разработанными именно для таких задач приемами. Венцом этих приемов является автоматический твердофазный синтез полипептидов. Столь же не традиционно выглядит задача устанобления химического строения биополимеров. Структуры отдельных мономерных звеньев как белков, так и нуклеиновых кислот давно установлены с использованием классических методов органической химии, и задача сводится к тому, чтобы для каждого конкретного биополимера определить, в каком порядке в изучаемой полимерной цепи располагаются разнотипные мономерные звенья. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология