GLP-1(link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/glp-1-peptide-cas-87805-34-3}.html) huwa ormon polipeptidiku li jikkonsisti minn 30 aċidu amminiku. Bir-riċerka fil-fond dwar il-GLP-1, ġew żviluppati aktar u aktar metodi sintetiċi. Dan l-artikolu se jintroduċi sistematikament il-metodi ta' sinteżi magħrufa bħalissa tal-GLP-1.
Metodu 1, sinteżi tal-fażi solida:
Is-sinteżi tal-fażi solida hija metodu użat ħafna għas-sinteżi tal-peptidi u tal-proteini, u tintuża wkoll komunement għas-sintesi tal-GLP-1. Fis-sinteżi tal-fażi solida, l-istruttura tal-qalba hija ffurmata billi tgħaqqad l-ewwel aċidu amminiku mar-reżina. Sussegwentement, l-aċidu amminiku li jmiss huwa miżjud f'sekwenza u reazzjoni kimikament b'aġent ta 'kondensazzjoni xieraq. Fl-aħħarnett, il-prodott fil-mira jista 'jinkiseb billi l-polipeptide jinqasam mir-reżina.
L-importanza tas-sinteżi tal-fażi solida hija li tippermetti l-awtomazzjoni u l-produzzjoni fuq skala kbira tas-sinteżi tal-peptidi. Il-metodi ta 'sinteżi ta' fażi solida mainstream attwali jinkludu Fmoc u Boc. Fost dawn, il-metodu Fmoc juża l-grupp protettiv N-Fmoc biex jipproteġi l-peptide, filwaqt li l-metodu Boc juża tert-butyloxycarbonyl biex jipproteġi l-grupp carboxyl.
Metodu tnejn, sinteżi tal-fażi likwida:
Is-sintesi tal-fażi likwida hija metodu tradizzjonali ta 'sintesi tal-peptidi li fih ir-reaġenti jitqiegħdu fil-fażi likwida għar-reazzjoni. Il-vantaġġ tas-sinteżi tal-fażi likwida huwa li l-kundizzjonijiet ta 'reazzjoni huma ħfief u adattati għall-modifika ta' strutturi kimiċi sensittivi. Madankollu, minħabba reaġenti wisq, il-proċess ta 'purifikazzjoni huwa relattivament ingombranti. Reazzjonijiet kimiċi fis-sintesi tal-fażi likwida jinkludu:
1. Reazzjoni ta 'kondensazzjoni:
Ir-reazzjoni ta 'kondensazzjoni hija waħda mir-reazzjonijiet l-aktar bażiċi fis-sintesi tal-peptidi, jiġifieri, il-grupp karbossiliku mibdi minn aġenti ta' kondensazzjoni bħal DCC u HOBt huwa konness mal-grupp amminiku ta 'aċidu amminiku permezz ta' reazzjoni ta 'aċilazzjoni. Il-kundizzjonijiet ta 'reazzjoni huma ħfief u r-rendiment huwa għoli.
2. Reazzjonijiet ta' eliminazzjoni:
Ir-reazzjoni ta 'eliminazzjoni hija li tnaqqas il-methionine għad-dithiol minn NaBH4 u aġenti oħra li jnaqqsu, u tagħmilha inattiva. Ir-reazzjoni trid titwettaq taħt kundizzjonijiet bażiċi.
3. Tneħħija ta' gruppi ta' protezzjoni:
Minħabba l-funzjonijiet differenti tal-aċidi amminiċi fil-katina tal-peptidi, se jintużaw gruppi ta 'protezzjoni differenti għall-protezzjoni. Wara li s-sinteżi tkun kompluta, il-grupp protettiv jeħtieġ li jitneħħa. Għall-metodu Fmoc, piperidine normalment jintuża biex jitneħħa Fmoc; filwaqt li għall-metodu Boc, TFA jintuża biex jitneħħa Boc.
Metodu tlieta, sinteżi kimika:
GLP-1 huwa ormon polipeptidiku b'attivitajiet bijoloġiċi importanti. Is-sinteżi tagħha tista 'tiġi realizzata b'diversi metodi, fosthom is-sinteżi kimika hija waħda mill-metodi l-aktar użati. Il-vantaġġ tas-sinteżi kimika huwa li tista 'tipproduċi prodotti fil-mira puri ħafna, li huma adattati għal produzzjoni fuq skala kbira. Il-metodu tas-sinteżi kimika u l-passi dettaljati tal-GLP-1 se jiġu introdotti hawn taħt.
1. Rotta sintetika u l-għażla tal-grupp li jipproteġi:
Il-molekula GLP-1 tikkonsisti minn 36 aċidu amminiku, inklużi 21 aċidu amminiku tat-tip L u 15-il aċidu amminiku tat-tip D. Qabel ma twettaq is-sinteżi, huwa meħtieġ li tagħżel rotta sintetika xierqa u tagħżel il-grupp ta 'protezzjoni korrispondenti skont il-kundizzjonijiet sintetiċi. Is-sinteżi ta 'fażi solida Fmoc normalment tintuża għal sinteżi awtomatizzata fuq skala kbira. Dan il-metodu juża protezzjoni N-9-fluoroimido carboxyl (N-Fmoc) bħala grupp protettiv, u jeħtieġ ukoll li jagħżel grupp protettiv sekondarju xieraq (bħal tert-butil jew metil) biex jiżgura l-protezzjoni ta 'siti speċifiċi. Kull darba li jiżdied aċidu amminiku ġdid, il-grupp li jipproteġi Fmoc jeħtieġ li jitneħħa l-ewwel, u mbagħad tiżdied is-sustanza tal-igganċjar protetta tal-aċidu amminiku li jmiss.
2. Sinteżi tas-sekwenza tal-qalba tal-aċidu amminiku:
Is-sekwenza ewlenija tal-GLP-1 tikkonsisti f'21 aċidu amminiku, inkluż serine ewlieni u erba' sekwenzi dipeptidi tal-aċidu prolil-glutamiku. Fis-sinteżi tal-fażi solida, is-sinteżi tas-sekwenza tal-qalba tista 'tinqasam fil-passi li ġejjin:
2.1. Żid il-karbamat tal-aċidu aċetiku (Fmoc-NH-CH2CO2Et) u 2-Cl-Trt-Cl mar-reżina sintetika ta 'fażi solida, u wettaq reazzjoni ta' kondensazzjoni b'aġent tal-akkoppjar DIC/NMM.
2.2. Neħħi l-grupp li jipproteġi Fmoc billi tneħħi r-reazzjoni tal-grupp.
2.3. Żid l-aċidu amminiku li jmiss, irrepeti l-pass 1 u l-pass 2 f'sekwenza sakemm is-sekwenza tal-qalba tiġi sintetizzata.
2.4. Formazzjoni ta 'strutturi pentapeptide fuq reżina ta' fażi solida. Żid ir-reaġent ta 'l-aċetalizzazzjoni mar-reżina tal-fażi solida, jirreaġixxi ma' l-aġent ta 'rikonoxximent N-terminal (bħal HBTU), żid il-grupp ta' protezzjoni tal-katina tal-ġenb ta 'serine bħala aġent li jnaqqas awżiljarju, u mbagħad neħħi l-grupp ta' protezzjoni Fmoc.
2.5. Taħt il-katalisi ta 'Bacillus subtilis transferase (ProTide), l-istruttura pentapeptide tgħaddi minn reazzjoni ta' skambju mal-prekursur ta 'serine iodoacetate.
3. Sinteżi tas-sekwenza tal-aċidu amminiku li fadal:
Wara li titlesta s-sinteżi tas-sekwenza tal-qalba, huwa meħtieġ li tkompli żżid l-aċidi amminiċi li jifdal, inklużi l-aċidi amminiċi tat-tip L- u D. Iż-żieda ta 'dawn l-aċidi amminiċi jeħtieġ li tibda mis-sekwenza tal-qalba, żid l-aċidu amminiku li jmiss f'sekwenza, u tuża l-aġent ta' kondensazzjoni korrispondenti biex twettaq reazzjonijiet kimiċi sakemm tiġi sintetizzata molekula polipeptide GLP-1 kompluta. Matul dan il-proċess, huwa wkoll meħtieġ li jintgħażel grupp ta 'protezzjoni xieraq kif meħtieġ, u li jitwettqu l-passi ta' reazzjoni, tneħħija ta 'grupp ta' protezzjoni u żieda ta 'aċidu amminiku f'sekwenza.
4. Trattament ta 'idrossidu tas-sodju:
Wara li l-aċidi amminiċi kollha jkunu ġew miżjuda, katina ta 'peptidi sintetizzata b'mod mhux komplut hija ffurmata fuq ir-reżina tal-fażi solida u jeħtieġ li tiġi pproċessata biex tifforma molekula ta' peptide ffurmata bis-sħiħ. L-ewwelnett, il-peptide mhux iffurmat għandu jiġi idrolizzat bl-idrossidu tas-sodju, sabiex il-grupp carboxyl C-terminal oriġinarjament imwaħħal mar-reżina jinqala 'r-reżina, u l-grupp protettiv jinqala' fl-ilma. Wara reazzjoni ta 'idroliżi, jinkiseb il-prodott fil-mira.
5. Preċipitazzjoni u ħasil:
Wara t-trattament, is-soluzzjoni idrolizzata tiġi ttrattata bl-aċidu biex tippreċipita l-prodott fil-mira. Sussegwentement, il-pellet ġie sospiż mill-ġdid fl-ilma, segwit minn ħasil intensiv biex jitneħħew l-impuritajiet.
6. Purifikazzjoni:
Il-pass finali huwa purifikazzjoni tal-prodott mixtieq, ġeneralment bl-użu ta 'kromatografija likwida ta' prestazzjoni għolja. Matul dan il-proċess, il-purità tal-prodott tista 'tiġi ddeterminata billi jinstab il-quċċata tas-soluzzjoni fl-ispettru tal-massa. Fil-qosor, is-sinteżi kimika tal-GLP-1 teħtieġ rawnds multipli ta 'reazzjonijiet kumplessi u proċessi ta' purifikazzjoni stretti biex finalment jinkiseb il-prodott attiv fil-mira.
Metodu erbgħa, bijosintesi:
GLP-1 huwa ormon polipeptidiku importanti b'diversi effetti fiżjoloġiċi, inkluż il-promozzjoni tas-sekrezzjoni tal-insulina, it-trażżin tal-aptit, it-tnaqqis tal-piż tal-ġisem u ż-żamma tas-sensittività għall-insulina, eċċ. Il-metodu tal-bijosintesi tal-GLP-1 huwa prinċipalment sintetizzat minn ċelluli L fil-glandola tal-frixa, u r-rata ta 'sintesi tagħha hija rregolata bi konsum tad-dieta. Il-passi dettaljati huma introdotti kif ġej:
1. Xogħol preparatorju qabel is-sinteżi:
Qabel il-bijosintesi tal-GLP-1, jeħtieġ li jsir xi xogħol preparatorju, inkluż id-determinazzjoni tat-tip taċ-ċellula użata, l-iffissar tal-kundizzjonijiet tal-kultura u l-għażla tal-enzima katalitika xierqa. Iċ-ċelloli L huma s-sors ewlieni tas-sinteżi tal-GLP-1 minħabba li fihom prekursuri ta' żewġ ormoni, GIP (peptide simili għall-glucagon 1) u GLP-1. Iċ-ċelloli L jistgħu jiġu iżolati mill-epitelju intestinali tal-fniek jew tal-ġrieden. Qabel il-bijosintesi, iċ-ċelloli jeħtieġ li jiġu kkultivati għal numru suffiċjenti, u għandhom jiġu pprovduti biżżejjed nutrijenti u kundizzjonijiet ta 'kultura xierqa. Barra minn hekk, huwa meħtieġ li tagħżel l-enzima katalitika xierqa biex tippromwovi r-reazzjoni.
2. Sinteżi u pproċessar ta' prekursuri:
Il-bijosintesi tal-GLP-1 isseħħ prinċipalment fiċ-ċelloli L, u l-prekursur tiegħu huwa magħmul minn żewġ ormoni, GIP u GLP-1. Wara li jidħlu fiċ-ċelloli endokrinali, il-GIP u l-GLP-1 jiġu pproċessati minn enzimi proteolitiċi u maqsumin f'peptidi individwali. Serje ta 'enżimi u kofatturi huma involuti f'dan il-proċess, inklużi prekursur polypeptide acidase (PC2), isomerase, u fatturi ta' adeżjoni tard.
3. Konverżjoni reċiproka bejn is-segmenti tal-polipeptidi:
Wara l-ipproċessar, il-peptidi GIP u GLP-1 huma rikombinati biex jiffurmaw il-polipeptide GLP-1. Dan il-proċess jeħtieġ l-użu ta' glucagon-like peptide 1 (GLP-1) bħala mudell li miegħu peptidi individwali oħra huma kkombinati biex jiffurmaw polipeptidi komposti ġodda. Dan il-proċess jeħtieġ ukoll xi enzimi u fatturi speċifiċi, inklużi Prohormone Convertase 1/3 (PC1/3) u Carboxypeptidase E (CPE).
4. Sekrezzjoni tal-GLP-1:
Wara li l-GLP-1 jiġi sintetizzat u pproċessat, jinħażen fiċ-ċitoplasma u fil-vesikoli interni taċ-ċelloli endokrinali. Meta jiġu stimulati mid-dieta, iċ-ċelloli endokrinali jirrilaxxaw GLP-1 u jidħlu fiċ-ċirkolazzjoni tad-demm permezz tal-mikrovażi. Dan il-proċess huwa regolat u kkontrollat permezz ta 'serje ta' mogħdijiet ta 'trasduzzjoni tas-sinjali, inkluż cAMP-Ca2 plusu l-bqija.
Fil-qosor, il-bijosintesi tal-GLP-1 tinvolvi l-azzjoni konġunta ta' rabtiet u fatturi multipli. Il-kombinazzjoni ta' bijosintesi u sintesi kimika tista' tipprovdi pedament u appoġġ aħjar għar-riċerka u l-produzzjoni tal-GLP-1.
Metodu ħamsa, sinteżi enżimatika:
Is-sintesi enżimatika hija s-sinteżi ta 'ktajjen peptidi permezz tal-katalisi ta' enżimi bijoloġiċi. Meta mqabbla ma 'metodi tradizzjonali ta' sintesi tal-fażi likwida, sinteżi enżimatika tista 'titwettaq f'temperatura tal-kamra, u tista' tintgħażel firxa wiesgħa ta 'materja prima. Enżimi bħal theta-liquid synthase, AEP, ACE, eċċ normalment jintużaw biex jikkatalizzaw is-sinteżi.
Bħala konklużjoni, il-metodi msemmija hawn fuq huma metodi fattibbli għas-sinteżi GLP-1. Metodi differenti huma adattati għal kundizzjonijiet sperimentali differenti u ambjenti ta 'produzzjoni farmaċewtika.