Получение пептидов методом фрагментов

Метод фрагментов старше и до недавнего времени был очень широко распространен. Его преимущество в том, что получаемые на промежуточной стадии пептиды, как правило, невелики по размерам и при их последующем объединении продукт реакции и исходные реагенты сильно различаются по своим свойствам. В то же время ступенчатый метод дает более высокие выходы продукта и вероятность нежелательных побочных реакций для него меньше.

Прежде чем вести дальнейший синтез, необходимо снять защиту с одной из групп первоначального дипептида. Для того чтобы это сделать избирательно в присутствии других защитных групп и в то же время не допустить каких-либо повреждений пептидной цепи, нужно все хорошо продумать. Главное значение для химиков-органиков, занимающихся синтезом, имеет выбор подходящих защитных групп и активирующих агентов.

На каждой стадии синтеза, как правило, обязательно выделить, очистить и охарактеризовать продукты реакции, и вот здесь-то чаще всего и возникают наибольшие трудности. Классический способ очистки пептидов, равно как и многих других органических соединений, — кристаллизация. Кристаллизация — это образование упорядоченных молекулярных структур, которые растут до тех пор, пока не выпадут из раствора. В идеальном случае кристаллический осадок состоит из молекул одного сорта: остальные, нежелательные, примеси остаются в растворе и их можно удалить, промывая осадок.

Иногда из реакционной смеси удается выделить достаточно чистые пептиды, легко поддающиеся кристаллизации. Но гораздо чаще, особенно при работе с длинными пептидными цепями, продуктом служит аморфный материал или кристаллический осадок, загрязненный различными побочными соединениями. Тогда приходится прибегать к целому ряду специальных операций очистки, затрачивая на каждую из них по многу дней. Представьте теперь, сколько времени и сил требуется для синтеза пептида длиной в 100 мономеров — все эти утомительные процедуры придется повторить 99 раз!


Два главных подхода к синтезу пептидов

Два главных подхода к синтезу пептидов

Так называемый ступенчатый метод предусматривает последовательное присоединение аминокислот, начиная с N-конца (слева) или с С-конца (справа), которое продолжается до тех пор, пока не будет собран пептид нужной длины. В данном случае он состоит из четырех аминокислот— А, В, С и D (внизу слева и справа). Если используется метод фрагментов, то сначала ступенчатым методом получают малые пептиды, которые затем объединяются (на рисунке это показано длинными сплошными стрелками), так что образуется нужный пептид (внизу в центре). В каждом случае необходимо защитить от участия в нежелательных реакциях аминные (черные полоски) и карбоксильные (белые полоски) концы и активировать карбоксильные концы (красные полоски). Затем нужно избирательно снять защиту с одной из групп, для того чтобы подготовить пептид к новой стадии синтеза. На конечной стадии необходимо снять все защитные группы, после чего можно приступать к очистке готового пептида.



«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка