كيف هو مبدأ تكوين رابطة الببتيد في التوليف المخصص للببتيد？

على السطح ، فإن تكوين روابط الببتيد ، التي تسفر عن ديببتيدات ، هي عملية كيميائية بسيطة. هذا يعني أن مكونين الأحماض الأمينية يرتبطان برابطة الببتيد ، رابطة أميد ، أثناء تجفيفها.

تكوين رابطة الببتيد هو تنشيط الحمض الأميني في ظل ظروف التفاعل المعتدل. (أ) شحنة الكربوكسيل ، الحمض الأميني الثاني (ب) شحنة الكربوكسيل المنشطة النيوبية ثم تشكل ديببتيد (A-B). "إذا لم يكن مكون الكربوكسيل (A) محميًا ، فلا يمكن التحكم في تكوين رابطة الببتيد." قد يتم خلط المنتجات الثانوية مثل الببتيدات الخطية والدورية مع المركبات المستهدفة A-B. لذلك ، يجب حماية جميع المجموعات الوظيفية غير المشاركة في تكوين رابطة الببتيد بطريقة قابلة للعكس مؤقتًا أثناء تخليق الببتيد.

لذلك ، يتضمن تخليق الببتيد - تكوين كل رابطة الببتيد - ثلاث خطوات من التجميع.

الخطوة الأولى هي إعداد بعض الأحماض الأمينية التي تحتاج إلى حماية ، ولم يعد بنية Zwitterionic للأحماض الأمينية موجودة.

الخطوة الثانية هي رد فعل من خطوتين لتشكيل روابط الببتيد ، حيث يتم تنشيط مجموعة الكربوكسيل من الأحماض الأمينية المحمية N أولاً إلى الوسيط النشط ثم يتم تشكيل رابطة الببتيد. يمكن أن يحدث هذا التفاعل المقترن إما كتفاعل خطوة واحدة أو كردلين متتابعين.

الخطوة الثالثة هي الإزالة الانتقائية أو الإزالة الكاملة لقاعدة الحماية. على الرغم من أن جميع الإزالة لا يمكن أن تحدث إلا بعد تجميع جميع سلاسل الببتيد ، إلا أن الإزالة الانتقائية لمجموعات الحماية مطلوبة أيضًا لمواصلة تخليق الببتيد.

نظرًا لأن 10 أحماض أمينية (Ser ، Thr ، Tyr ، ASP ، Glu ، Lys ، Arg ، His ، SEC و Cys) تحتوي على مجموعات وظيفية في السلسلة الجانبية ، والتي تتطلب حماية انتقائية ، مما يجعل تخليق الببتيد أكثر تعقيدًا. يجب تمييز قواعد الحماية المؤقتة والشبه الدائمة بسبب المتطلبات المختلفة للانتقائية. يتم استخدام مجموعات الحماية المؤقتة في الخطوة التالية لتعكس الحماية المؤقتة للمجموعات الوظيفية للأحماض الأمينية أو الكربوكسيل. تتم إزالة مجموعات الحماية شبه الدائمة دون التدخل في روابط الببتيد المتشكل بالفعل أو سلاسل جانبية الأحماض الأمينية ، وأحيانًا أثناء التوليف.

"من الناحية المثالية ، يجب أن يكون تنشيط مكون الكربوكسيل والتكوين اللاحق لروابط الببتيد (تفاعلات الاقتران) سريعًا ، بدون تكوين ريميمي أو ثانوي ، ويجب تطبيق المتفاعلات المولية لتحقيق غلة عالية." لسوء الحظ ، لا يفي أي من أساليب الاقتران الكيميائي بهذه المتطلبات ، وقلة مناسبة للتوليف العملي.

أثناء تخليق الببتيد ، عادة ما ترتبط المجموعات الوظيفية المشاركة في ردود الفعل المختلفة بالمركز اليدوي ، والجليسين هو الاستثناء الوحيد ، وهناك خطر محتمل للدوران.

الخطوة الأخيرة في دورة تخليق الببتيد هي إزالة جميع مجموعات الحماية. تعد الإزالة الانتقائية لمجموعات الحماية مهمة لتمديد سلسلة الببتيد بالإضافة إلى متطلبات الإزالة الكاملة للحماية في تخليق ديببتيد. يجب التخطيط بعناية الاستراتيجيات الاصطناعية. اعتمادًا على الاختيار الاستراتيجي ، يمكن لـ N إزالة مجموعات حماية α-amino أو الكربوكسيل بشكل انتقائي. يشير مصطلح "الاستراتيجية" إلى تسلسل تفاعلات التكثيف للأحماض الأمينية الفردية. بشكل عام ، هناك فرق بين التوليف التدريجي وتكثيف الأجزاء. تجميع الببتيد (المعروف أيضًا باسم "التوليف التقليدي") يحدث في الحل. في معظم الحالات ، لا يمكن تصنيع إطالة تدريجي لسلسلة الببتيد إلا باستخدام سلسلة الببتيد لتجميع أجزاء أقصر. لتوليف الببتيدات الطويلة ، يجب تقسيم الجزيئات المستهدفة إلى شظايا مناسبة وتحديد أنها يمكن أن تقلل من درجة التمايز في محطة C. بعد تجميع الشظايا الفردية تدريجياً ، سيتم ربط المركب المستهدف. تتضمن استراتيجية تخليق الببتيد اختيار أفضل شظية وقائية أفضل وأكثرها ملاءمة ، وتشمل استراتيجية تخليق الببتيد اختيار المزيج الأنسب من قواعد الحماية وأفضل طريقة للاقتران الشظية.