GLP-1(link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/glp-1-peptid-cas-87805-34-3.html) egy 30 aminosavból álló polipeptid hormon. A GLP{2}} alapos kutatásával egyre több szintetikus módszert fejlesztettek ki. Ez a cikk szisztematikusan bemutatja a GLP jelenleg ismert szintézismódszereit-1.
1. módszer, szilárd fázisú szintézis:
A szilárd fázisú szintézis egy széles körben használt módszer a peptid- és fehérjeszintézisre, és gyakran használják a GLP-1 szintézisére is. A szilárd fázisú szintézis során a magszerkezetet úgy alakítják ki, hogy az első aminosavat a gyantához kapcsolják. Ezután sorban hozzáadjuk a következő aminosavat, és kémiailag reagáltatjuk egy megfelelő kondenzálószerrel. Végül a célterméket a polipeptidnek a gyantáról való lehasításával kaphatjuk meg.
A szilárd fázisú szintézis jelentősége, hogy lehetővé teszi a peptidszintézis automatizálását és nagy léptékű előállítását. A jelenlegi főbb szilárdfázisú szintézis módszerek közé tartozik az Fmoc és a Boc. Ezek közül az Fmoc módszer az N-Fmoc védőcsoportot használja a peptid védelmére, míg a Boc módszer a terc-butil-oxi-karbonil-csoportot használja a karboxilcsoport védelmére.
Második módszer, folyadékfázisú szintézis:
A folyékony fázisú szintézis a peptidszintézis hagyományos módszere, amelyben a reagenseket a reakció folyékony fázisába helyezik. A folyadékfázisú szintézis előnye, hogy a reakciókörülmények enyhék és alkalmasak érzékeny kémiai szerkezetek módosítására. A túl sok reagens miatt azonban a tisztítási folyamat viszonylag körülményes. A folyadékfázisú szintézis kémiai reakciói a következők:
1. Kondenzációs reakció:
A kondenzációs reakció a peptidszintézis egyik legalapvetőbb reakciója, azaz a kondenzáló ágensek, például DCC és HOBt által elindított karboxilcsoport acilezési reakción keresztül kapcsolódik az aminosav aminocsoportjához. A reakciókörülmények enyhék és a hozam magas.
2. Eliminációs reakciók:
Az eliminációs reakció az, hogy a metionint NaBH4-gyel és más redukálószerekkel ditiollá redukálják, inaktívvá téve azt. A reakciót bázikus körülmények között kell végrehajtani.
3. Védőcsoportok eltávolítása:
A peptidláncban az aminosavak eltérő funkciója miatt különböző védőcsoportokat használnak a védelemhez. A szintézis befejezése után a védőcsoportot el kell távolítani. Az Fmoc módszernél általában piperidint használnak az Fmoc eltávolítására; míg a Boc módszernél TFA-t használnak a Boc eltávolítására.
Harmadik módszer, kémiai szintézis:
A GLP{0}} egy fontos biológiai aktivitású polipeptid hormon. Szintézise különféle módszerekkel valósítható meg, amelyek közül a kémiai szintézis az egyik leggyakrabban alkalmazott módszer. A kémiai szintézis előnye, hogy nagy tisztaságú céltermékeket tud előállítani, amelyek alkalmasak nagyüzemi gyártásra. A kémiai szintézis módszerét és a GLP-1 részletes lépéseit az alábbiakban mutatjuk be.
1. Szintetikus út és védőcsoport kiválasztása:
A GLP{0}} molekula 36 aminosavból áll, köztük 21 L-típusú és 15 D-típusú aminosavból. A szintézis végrehajtása előtt ki kell választani a megfelelő szintetikus utat és a megfelelő védőcsoportot a szintézis körülményeinek megfelelően. Az Fmoc szilárd fázisú szintézist általában automatizált nagy léptékű szintézishez használják. Ez a módszer N-9-fluor-imido-karboxil-védelmet (N-Fmoc) használ védőcsoportként, és ki kell választani egy megfelelő másodlagos védőcsoportot (például terc-butil- vagy metil-csoportot), hogy biztosítsa bizonyos helyek védelmét. Minden alkalommal, amikor új aminosavat adunk hozzá, először az Fmoc védőcsoportot kell eltávolítani, majd hozzáadni a következő aminosav védett kapcsolóanyagát.
2. A mag aminosav szekvencia szintézise:
A GLP{0}} magszekvenciája 21 aminosavból áll, beleértve egy kulcsszerint és négy prolil-glutaminsav dipeptid szekvenciát. A szilárd fázisú szintézisben a magszekvencia szintézise a következő lépésekre osztható:
2.1. Adjon hozzá ecetsav-karbamátot (Fmoc-NH-CH2CO2Et) és 2-Cl-Trt-Cl-t a szilárdfázisú műgyantához, és hajtson végre kondenzációs reakciót DIC/NMM kapcsolószerrel.
2.2. Távolítsuk el az Fmoc védőcsoportot a védőcsoport eltávolításával.
2.3. Adja hozzá a következő aminosavat, ismételje meg az 1. és 2. lépést egymás után, amíg a magszekvencia szintetizálódik.
2.4. Pentapeptid szerkezetek kialakulása szilárd fázisú gyantán. Adja hozzá az acetalizáló reagenst a szilárdfázisú gyantához, reagáljon az N-terminális felismerő szerrel (például HBTU), add hozzá a szerin oldalláncvédő csoportját segédredukálószerként, majd távolítsa el az Fmoc védőcsoportot.
2.5. A Bacillus subtilis transzferáz (ProTide) katalizálása során a pentapeptid szerkezete cserereakción megy keresztül a szerin-jódacetát prekurzorával.
3. A fennmaradó aminosav szekvencia szintézise:
A magszekvencia szintézisének befejezése után folytatni kell a fennmaradó aminosavak hozzáadását, beleértve az L- és D-típusú aminosavakat. Ezen aminosavak hozzáadását a magszekvenciától kell kezdeni, a szekvenciában a következő aminosavat kell hozzáadni, és a megfelelő kondenzálószert kell használni a kémiai reakciók végrehajtásához, amíg a teljes GLP-1 polipeptid molekula meg nem szintetizálódik. A folyamat során szükség szerint szükséges a megfelelő védőcsoport kiválasztása, valamint a reakciólépések, a védőcsoport eltávolítása és az aminosav hozzáadása egymás után.
4. Nátrium-hidroxidos kezelés:
Az összes aminosav hozzáadása után a szilárd fázisú gyantán egy nem teljesen szintetizált peptidlánc képződik, amelyet fel kell dolgozni egy teljesen kialakult peptidmolekula kialakításához. Először a meg nem formált peptidet nátrium-hidroxiddal kell hidrolizálni, hogy a gyantához eredetileg kapcsolódó C-terminális karboxilcsoport leválik a gyantáról, és a védőcsoport vízben leválik. A hidrolízis reakciója után a célterméket kapjuk.
5. Kicsapás és mosás:
A kezelés után a hidrolizált oldatot savval kezeljük, hogy kicsapjuk a célterméket. Ezután a pelletet vízben újraszuszpendáltuk, majd intenzív mosással eltávolítottuk a szennyeződéseket.
6. Tisztítás:
Az utolsó lépés a kívánt termék tisztítása, általában nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával. A folyamat során a termék tisztasága az oldat tömegspektrumbeli csúcsának kimutatásával határozható meg. Röviden: a GLP{0}} kémiai szintézise több összetett reakciót és szigorú tisztítási folyamatot igényel, hogy végül megkapjuk az aktív célterméket.
Negyedik módszer, bioszintézis:
A GLP-1 egy fontos polipeptid hormon, amelynek különféle élettani hatásai vannak, többek között elősegíti az inzulinszekréciót, csökkenti az étvágyat, csökkenti a testsúlyt és fenntartja az inzulinérzékenységet stb. A GLP-1 bioszintézis módszerét főként L-sejtek szintetizálják. a hasnyálmirigyben, és szintézisének sebességét a táplálékkal történő bevitel szabályozza. A részletes lépések a következők:
1. Előkészítő munka a szintézis előtt:
A GLP{0}} bioszintézise előtt el kell végezni néhány előkészítő munkát, beleértve a használt sejttípus meghatározását, a tenyésztési feltételek beállítását és a megfelelő katalitikus enzim kiválasztását. Az L-sejtek a GLP{1}} szintézisének fő forrásai, mivel két hormon, a GIP (glükagonszerű peptid 1) és a GLP{4}} prekurzorait tartalmazzák. Az L-sejtek izolálhatók nyulak vagy egerek bélhámjából. A bioszintézis előtt a sejteket megfelelő számban kell tenyészteni, elegendő tápanyagot és megfelelő tenyésztési körülményeket kell biztosítani. Ezenkívül szükséges a megfelelő katalitikus enzim kiválasztása a reakció elősegítésére.
2. Prekurzorok szintézise és feldolgozása:
A GLP{0}} bioszintézise főként L-sejtekben történik, és prekurzora két hormonból, a GIP-ből és a GLP-ből{1}} áll. Az endokrin sejtekbe való bejutást követően a GIP és a GLP-1 proteolitikus enzimek hatására feldolgozódik, és egyedi peptidekre hasad. Számos enzim és kofaktor vesz részt ebben a folyamatban, beleértve a prekurzor polipeptid acidázt (PC2), az izomerázt és a késői adhéziós faktorokat.
3. Kölcsönös konverzió a polipeptid szegmensek között:
A feldolgozás után a GIP és a GLP{0}} peptidek rekombinálódnak GLP-1 polipeptiddé. Ez a folyamat a glukagonszerű peptid 1 (GLP-1) használatát igényli templátként, amelyhez más egyedi peptideket kombinálnak új összetett polipeptidek kialakítására. Ehhez a folyamathoz néhány specifikus enzimre és faktorra is szükség van, köztük a Prohormone Convertase 1/3-ra (PC1/3) és a karboxipeptidáz E-re (CPE).
4. GLP-1 szekréció:
A GLP{0}} szintetizálása és feldolgozása után az endokrin sejtek citoplazmájában és belső vezikulumában tárolódik. Ha diéta stimulálja, az endokrin sejtek felszabadítják a GLP-t{1}}, és a mikroereken keresztül belépnek a vérkeringésbe. Ezt a folyamatot egy sor jelátviteli útvonal szabályozza és szabályozza, beleértve a cAMP-Ca-t2 pluszstb.
Röviden, a GLP{0}} bioszintézise több kapcsolat és tényező együttes működését foglalja magában. A bioszintézis és a kémiai szintézis kombinációja jobb alapot és támogatást nyújthat a GLP kutatásához és előállításához-1.
Ötödik módszer, enzimatikus szintézis:
Az enzimatikus szintézis a peptidláncok szintézise biológiai enzimek katalízisén keresztül. A hagyományos folyadékfázisú szintézis módszerekkel összehasonlítva az enzimes szintézis szobahőmérsékleten végezhető, és a nyersanyagok széles skálája választható. A szintézis katalizálására általában olyan enzimeket használnak, mint a théta-folyékony szintáz, AEP, ACE stb.
Összefoglalva, a fent említett módszerek a GLP{1}} szintézisének megvalósítható módszerei. Különböző kísérleti körülményekhez és gyógyszergyártási környezetekhez különböző módszerek alkalmasak.