Синтез А-цепи и В-цепи при получении синтетического инсулина

Синтез А-цепи проходил в 89 стадий, синтез В-цепи — в 132 стадии, и еще три стадии потребовались для объединения цепей посредством образования поперечных связей.

Разумеется, каждая стадия процесса была связана с множеством различных манипуляций. В это же время третья группа химиков работала над синтезом инсулина в Академии наук в Шанхае и в Пекинском университете. Их первым важным вкладом в решение проблемы синтеза инсулина было развитие более совершенных методов разделения и рекомбинации природных цепей инсулина. В конце концов выход у них возрос до 50%, из чего следует, что объединение цепей — процесс далеко не случайный.

Главным достижением китайских химиков было получение в 1965 г. первого кристаллического инсулина, целиком синтезированного в лаборатории. Кристаллический препарат образовывался с очень низким выходом, но кристаллы имели ту же форму, что и кристаллы природного инсулина, и, что особенно важно, препарат обладал полной биологической активностью (более 20 единиц на 1 миллиграмм). Это было решающим аргументом в пользу того, что синтезированный препарат действительно был настоящим инсулином.

Автоматический синтез инсулина

Оставалась нерешенной еще одна очень серьезная проблема. Выходило, что для получения крошечных количеств пептидов много химиков должно было работать несколько лет. В 1965 г. мы попытались применить для синтеза инсулина метод твердой фазы. Мы надеялись, что этот метод позволит получать инсулин в достаточно больших количествах и, кроме того, даст нам в руки более эффективный способ получения аналогов инсулина. Результаты получились вполне обнадеживающими. Для того чтобы собрать две цепи бычьего инсулина, содержащие в общей сложности 51 аминокислоту, нам потребовалось выполнить более 5000 отдельных операций, но зато почти весь процесс был автоматизирован; регуляция осуществлялась вращением барабана программирующего устройства, так что весь синтез мог провести один человек всего за несколько дней.


Синтез в твердой фазе

Синтез в твердой фазе

Синтез в твердой фазе (продолжение)

Слева схематически показан синтез А-цепи, справа — синтез В-цепи. Аминокислота, защищенная бутоксикарбонильной группой (вертикальная черточка), прикрепляется к шарику полистирола (верхняя часть рисунка). Затем защита снимается и по очереди присоединяются все остальные аминокислоты. Каждая новая аминокислота используется в активированной форме и защищена с N-конца; если необходимо, защищать приходится и боковую цепь (горизонтальная черточка). После того как цепь готова, производится обработка бромистым водородом; в результате пептидная цепь отщепляется от смолы и одновременно удаляется большинство защитных групп. Путем обработки натрием удаляют группы, защищавшие боковые цепи цистеина и гистидина. Затем цистеиновые остатки переводятся из сульфгидрильной формы в устойчивую S-сульфонатную форму. Теперь можно приступать к очистке препарата.



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

Вперед →