Tổng hợp peptide là gì

 

Tổng hợp peptide là một lĩnh vực hoạt động trong hóa học protein và peptide, thường liên quan đến việc bổ sung tuần tự các axit amin theo một thứ tự xác định để tạo thành chuỗi peptide bằng phương pháp hóa học. Các phương pháp tổng hợp chính là tổng hợp pha lỏng và tổng hợp pha rắn. So với LPPS, SPPS có ưu điểm là nhanh hơn, đơn giản hơn, ít phản ứng phụ hơn và năng suất cao hơn.

 

Phương pháp SPPS tiêu chuẩn, bao gồm chiến lược Boc (benzyl) và Fmoc (tBu).

 

 

Chiến lược Boc (benzyl)

Trong phương pháp tổng hợp này, nhựa chloromethylated, hydroxymethylated polystyrene và p-methoxybenzyl (PMA) được sử dụng làm chất hỗ trợ rắn. Nhóm -amino được bảo vệ bằng t-butoxycarbonyl (Boc), trong khi các nhóm axit amin chuỗi bên được bảo vệ bằng các dẫn xuất benzyl. Nhóm Boc được loại bỏ bằng TFA hoặc TFA nguyên chất trong CH2Cl2, và khi kết thúc quá trình tổng hợp, các nhóm bảo vệ chuỗi bên và liên kết peptit-nhựa được loại bỏ bằng axit mạnh như axit flohydric khan (HF) hoặc TFMSA.

 

Chiến lược Fmoc (tBu )

Trong phương pháp tổng hợp này, nhựa Wang-resin, 2-Nhựa Clorotrityl Clorua, Nhựa Rink amide-AM, nhựa Rink amide-MBHA được sử dụng làm chất hỗ trợ rắn. Nhóm -amino được bảo vệ bằng 9-fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc ), trong khi các nhóm axit amin chuỗi bên được bảo vệ bằng các nhóm bảo vệ không bền với axit. Nhóm Fmoc được loại bỏ bằng cách sử dụng 20% ​​piperidine trong DMF và khi kết thúc quá trình tổng hợp, các nhóm bảo vệ chuỗi bên và liên kết peptide-nhựa được loại bỏ bằng 1%-95% TFA. Fmoc SPPS hiện là phương pháp được ưa chuộng để tổng hợp peptide.

 

Nguyên tắc cơ bản của quá trình tổng hợp peptide pha rắn Fmoc

 

Chọn nhựa

Các loại nhựa được ứng dụng rộng rãi nhất trong Fmoc SPPS bao gồm nhựa 4-Alkoxybenzyl Alcohol (Wang), 2-Nhựa Clorotrityl clorua, Nhựa Rink Amide, nhựa Rink Amide-MBHA. Nhựa amide được sử dụng để tổng hợp peptide với yêu cầu amit hóa đầu cuối C. Nhựa Wang và nhựa 2-Cl Trt thường được sử dụng để tổng hợp peptide với COOH không có đầu cuối C được yêu cầu. Nhưng khi đầu C của peptide có Pro và Gly là axit amin đầu tiên thì không nên sử dụng nhựa Wang do nguy cơ hình thành DKP (diketopiperazine), nên sử dụng 2-Nhựa Chlorotrityl Clorua.

 

 

Gắn các axit amin được bảo vệ vào nhựa

Axit amin Fmoc đầu tiên được gắn vào nhựa hỗ trợ không hòa tan thông qua một liên kết không bền với axit.

 

Sự mất bảo vệ của nhóm bảo vệ -amino

Nhóm bảo vệ Fmoc tạm thời ở đầu N của nhựa peptidyl được loại bỏ bằng cách xử lý nó bằng dung dịch piperidine 20% trong DMF. Phản ứng này thường kết thúc trong vòng 10 đến 20 phút.

 

Bước giặt

Sau mỗi phản ứng hóa học, các bước rửa được thực hiện để loại bỏ thuốc thử dư thừa, sản phẩm phụ và các phân tử không phản ứng khỏi nhựa. Điều này giúp duy trì độ tinh khiết của chuỗi peptide đang phát triển.

 

Kích hoạt và ghép nối axit amin được bảo vệ

Axit amin được bảo vệ liên kết với nhựa được kích hoạt để tăng cường khả năng phản ứng của nó khi kết hợp với axit amin tiếp theo trong chuỗi. Các chất kích hoạt phổ biến bao gồm HOAt, HOBt, PyBOP, PyAOP, HBTU và HATU. Sự ghép nối liên quan đến việc hình thành liên kết peptide giữa axit amin được kích hoạt và nhóm amino của chuỗi peptide đang phát triển. Thử nghiệm Kaiser thường được sử dụng để theo dõi tính hoàn chỉnh của các phản ứng ghép đôi.

 

Bước giặt

Tương tự như các bước rửa trước đó, điều này đảm bảo loại bỏ thuốc thử và sản phẩm phụ dư thừa sau phản ứng ghép đôi.

 

Sự tách rời khỏi nhựa và mất khả năng bảo vệ của các nhóm bảo vệ chuỗi bên

Sau khi trình tự peptide mong muốn được tổng hợp trên nhựa, nó sẽ được tách ra khỏi chất mang rắn bằng cách sử dụng hỗn hợp phân tách như axit trifluoroacetic (TFA) có chứa chất tẩy như thioanisole và nước. Đồng thời, các nhóm bảo vệ chuỗi bên trên các gốc axit amin được loại bỏ, để lộ ra peptide đã được bảo vệ hoàn toàn sẵn sàng để tinh chế và phân tích.