Het Proces Van Peptidesynthese
Peptidesynthese. Solution Phase Synthesis (SPS) was de oorspronkelijke benadering voor peptidesynthese. Hoewel dit proces vandaag de dag nog steeds waarde heeft, is Solid-Phase Peptide Synthesis (SPPS) de voorkeursmethode geworden van de meeste wetenschappers voor grootschalige peptideproductie. De voordelen van SPPS zijn hiervoor verantwoordelijk. SPPS lijkt peptiden te produceren met hogere zuiverheid, hoge opbrengst en een snellere productietijd. Peptidesynthese
Er zijn vijf stappen die cyclisch worden uitgevoerd binnen SPPS. De eerste stap omvat de hechting van een aminozuur aan een polymeer. De tweede stap is de bescherming van deze hechting om ongewenste reacties te voorkomen. De volgende stap is het koppelen van de beschermde aminozuren. Zodra dat is voltooid, worden ze gedeprotecteerd zodat de gehechte zuren kunnen reageren met het volgende aminozuur dat zal worden toegevoegd. Tot slot vindt polymeerverwijdering plaats, waardoor een vrij peptide kan worden gevormd. Peptidesynthese
Microwave-assisted SPPS kan de SPPS-synthese ook verbeteren. Dit kan nuttig zijn bij het synthetiseren van lange peptidesequenties vanwege een verbeterde opbrengst en snelheid. Microwave-assisted SPPS kan echter duurder zijn in vergelijking met het traditionele SPPS-syntheseproces. Peptidesynthese
Hoewel SPPS uitstekende normen voor zuiverheid en opbrengst kan bieden, kan het tijdens het proces nog steeds leiden tot de ontwikkeling van onzuiverheden en imperfecties. De kans hierop neemt toe bij langere peptidesequenties, omdat er meer stappen nodig zijn om het syntheseproces te voltooien. Daarom moeten specifieke zuiveringstechnieken worden gebruikt om optimale kwaliteit te garanderen. Voorbeelden hiervan zijn:
Reverse-Phase Chromatography (RPC)
High-Performance Liquid Chromatography (HPLC)
Reverse-Phase Chromatography (RPC) is tegenwoordig de meest gebruikte methode voor peptidezuivering. Deze zuiveringsmethoden kunnen onzuivere peptiden scheiden van het gewenste peptide. Dit ondersteunt de fysisch-chemische eigenschappen van peptiden. Peptidesynthese
Het koppelen van twee aminozuren is hoe peptiden worden gesynthetiseerd. Meestal wordt dit bereikt door het C-terminus, of de carboxylgroep, van één aminozuur te verbinden met het N-terminus, of de aminogroep, van een ander aminozuur. In tegenstelling tot eiwitbiosynthese, waarbij koppeling van N-terminus naar C-terminus plaatsvindt, gebeurt peptidesynthese op deze C-naar-N-manier.
Hoewel er 20 aminozuren zijn die veel voorkomen in de natuur, zoals arginine, lysine en glutamine, worden er ook veel andere aminozuren gesynthetiseerd. Dit creëert uitgebreide mogelijkheden voor de ontwikkeling van nieuwe peptiden. Aminozuren hebben echter meerdere reactieve groepen die tijdens de synthese negatief kunnen interageren. Dit kan leiden tot ongewenste verkorting of vertakking van de peptideketen of resulteren in een suboptimale zuiverheid of opbrengst. Vanwege deze mogelijke negatieve effecten moet peptidesynthese deskundig worden uitgevoerd, aangezien het een complex proces is.
Beschermingsgroepen
Wetenschappers hebben speciale en specifieke chemische groepen ontwikkeld om het gewenste resultaat van het syntheseproces veilig te stellen en ongewenste reacties te voorkomen. Om dit doel te bereiken, moeten bepaalde reactieve groepen van aminozuren worden gedeactiveerd of beschermd tegen reactie. Deze speciale groepen staan bekend als beschermingsgroepen en kunnen worden onderverdeeld in drie categorieën: N-terminaal, C-terminaal en zijketen.
De N-terminale beschermingsgroep beschermt de N-termini van aminozuren. Deze staan bekend als tijdelijke beschermingsgroepen en worden gemakkelijk verwijderd om de vorming van peptidebindingen mogelijk te maken. Twee veelgebruikte N-terminale beschermingsgroepen zijn:
Tert-butoxy carbonyl (Boc)
9-fluorenyl methoxycarbonyl (Fmoc)
De C-terminale beschermingsgroep beschermt het C-terminus van aminozuren. C-terminale beschermingsgroepen zijn nodig bij vloeistoffase-peptidesynthese, maar niet bij solid-phase synthese.
Tot slot zijn er voor zijketens verschillende en unieke beschermingsgroepen nodig om ongewenste reacties te voorkomen, omdat aminozuurzijketens reactief zijn tijdens peptidesynthese. Deze groepen kunnen intact blijven tijdens de vele cycli van chemische behandelingen tijdens de synthese. Deze zijketen-beschermingsgroepen staan bekend als permanente beschermingsgroepen. Zodra de peptidesynthese is voltooid, worden de zijketens alleen verwijderd met sterke zuren.
Disclaimer
De genoemde producten zijn niet bedoeld voor menselijke of dierlijke consumptie. Research chemicals zijn uitsluitend bedoeld voor laboratoriumonderzoek en/of in-vitro testen. Elke vorm van lichamelijke toediening is strikt verboden volgens de wet. Alle aankopen zijn beperkt tot erkende onderzoekers en/of gekwalificeerde professionals. Alle informatie in dit artikel is uitsluitend bedoeld voor educatieve doeleinden.
Dr. Usman
Dr. Usman (BSc, MBBS, MaRCP) voltooide zijn studie geneeskunde aan het Royal College of Physicians in Londen. Hij is een toegewijd onderzoeker met meer dan 30 publicaties in internationaal erkende peer-reviewed tijdschriften. Dr. Usman heeft gewerkt als onderzoeker en medisch consultant voor gerenommeerde farmaceutische bedrijven zoals Johnson & Johnson en Sanofi.