Peptiidisüntees

Vedelfaasi peptiidisüntees

Vedelfaasi peptiidisüntees on klassikaline viis peptiidi saamiseks, kuid tänapäeval on see enamikus laborites asendatud tahkel kandjal sünteesiga. Sellegipoolest on lahuses sünteesimisel ka omad positiivsed küljed. Nii saab näiteks sünteesida väga suurtes kogustes, mis on määrav tööstuslikus mahus peptiidide ning proteiinide tootmisel.

Polüstüreenkandja

Polüstüreen on universaalne ja kasulik kandja materjal automatiseeritud peptiidisünteesis, tänu tema vähesel määral paisumisele diklorometaanis. Seda kandjat kasutas algselt oma töös ka R. Bruce Merrifield, tänu millele seda kutsutakse ka Merrifieldi kandjaks. Põhimõtteliselt on tegu hüdrofoobse kandjaga, mis on solvateeritud mittepolaarse solvendiga, näiteks diklorometaaniga.

Polüamiidkandja

Polüamiidkandja on laia kasutusalaga kasulik materjal, mis paisub lahustis tunduvalt rohkem kui polüstüreen. See omadus piirab tema kasutust automatiseeritud süntesaatorites, kui nende reaktsiooninõud on liiga väikese ruumalaga.

PEG-polüstüreenkandja

Selle alamtüübi üheks näiteks on Tentagel-kandja. Ehituslikult on tegemist polüstüreenkandjaga, millele on seotud pikad polüetüleenglükooli ahelad (Mw~3000Da). Süntees viiakse läbi PEG ahelate kaugemas otsas, mis annab pikemate ja keerulisemate peptiidide sünteesiks rohkem ruumi. See kandja ei paisu eriti sünteesi käigus, mis teeb ta paremini kasutatavaks masinaga sünteesil.

PEG-l baseeruvad kandjad

ChemMatrix® on uut tüüpi kandja, mis baseerub ristseotud PEG-l. Selle kandja puhul on tegemist keemiliselt ja termiliselt väga stabiilse materjaliga, mis on väga suure paisumisvõimega sellistes lahustites, nagu atseetonitriil, diklorometaan, dimetüülformamiid, N-metüülpürrolidoon, trifluoroatseethape ning vesi. ChemMatrix on näidanud häid tulemusi hüdrofoobsete peptiidide sünteesil.

N-otsa kaitserühmad

Aminohapet kasutatakse sünteesil ülehulgas, vältimaks mittetäielikku sidumist. Ilma N-otsa kaitserühmata võib toimuda aminohappe polümerisatsioon, mis võib viia madala saagise või sünteesi katkemiseni. Selle kaitsrühma eemaldamine peptiidilt enne järgmise aminohappe sidumist toob sünteesi skeemi muudatuse.
Tahke faasi peptiidisüntees jaguneb kahte rühma vastavalt kasutatavate aminohapete ajutisele kaitserühmale. Kasutatakse Fmoc/tBu ja Boc/Bzl sünteesistrateegiat, kus tBu ja Bzl tähistavad aminohapete kõrvalahelate kaitserühmi.

t-Boc kaitserühm

Selle meetodi puhul on tertbutüüloksükarbonüül või lihtsamalt t-Boc α-aminorühma nukleofiilsuse vähendamiseks sellega kovalentselt seotud. Boc rühm eemaldatakse N-otsast happega (nt TFA). Selle käigus saadakse positiivsel laetud aminorühm, mis neutraliseeritakse järgmise seotava aktiveeritud aminohappega.

Fmoc kaitserühm

Vesinikfluoriidi võime degradeerida peptiidkandjalt lõikamise käigus viis uue α-aminorühma kaitserühma – 9-fluoroenüülmetüüloksükarbonüül rühma (Fmoc) väljatöötamiseni. Selle meetodi puhul eemaldatakse Fmoc rühm N-otsast alusega(nt: piperidiin). Peptiidi lõikamine kandjalt saab tänu sellele toimuda leebemates tingimustes (TFA-ga) kui Boc strateegia puhul(HF-ga). Alusega töötlemise käigus saadakse juba neutraalne N-ots. Kuna kandjal jäävad kõik N-otsad neutraalseks, siis puuduvad ahelatevahelised elektrostaatilised tõukumised, mis omakorda võib kaasa tuua ahelate omavahelise agregeerumise. See probleem Boc meetodi puhul puudub.