كيف يتم مبدأ تكوين رابطة الببتيد في التوليف المخصص للببتيد？

على السطح، يعد تكوين الروابط الببتيدية، التي تنتج ثنائيات الببتيد، عملية كيميائية بسيطة.وهذا يعني أن مكوني الأحماض الأمينية مرتبطان برابطة الببتيد، وهي رابطة أميد، أثناء تجفيفهما.

تكوين الرابطة الببتيدية هو تنشيط حمض أميني تحت ظروف تفاعل خفيفة.(أ) شاردة الكربوكسيل، الحمض الأميني الثاني (ب) ثم تشكل شاردة الكربوكسيل المنشَّطة النواة ثنائي الببتيد (AB)."إذا لم يكن مكون الكربوكسيل (A) محميًا، فلا يمكن التحكم في تكوين الرابطة الببتيدية."يمكن خلط المنتجات الثانوية مثل الببتيدات الخطية والحلقية مع المركبات المستهدفة AB.لذلك، يجب حماية جميع المجموعات الوظيفية غير المشاركة في تكوين رابطة الببتيد بطريقة قابلة للعكس مؤقتًا أثناء تخليق الببتيد.

لذلك، فإن تخليق الببتيد - تشكيل كل رابطة ببتيدية - يتضمن ثلاث خطوات للتجميع.

الخطوة الأولى هي تحضير بعض الأحماض الأمينية التي تحتاج إلى الحماية، والبنية الزويتيريونية للأحماض الأمينية لم تعد موجودة.

الخطوة الثانية هي تفاعل من خطوتين لتكوين روابط الببتيد، حيث يتم تنشيط مجموعة الكربوكسيل من الحمض الأميني المحمي بـ N أولاً إلى الوسيط النشط ثم يتم تشكيل الرابطة الببتيدية.يمكن أن يحدث هذا التفاعل المقترن إما كتفاعل من خطوة واحدة أو كتفاعلين متسلسلين.

الخطوة الثالثة هي الإزالة الانتقائية أو الإزالة الكاملة للقاعدة الواقية.على الرغم من أن جميع عمليات الإزالة لا يمكن أن تحدث إلا بعد تجميع جميع سلاسل الببتيد، إلا أن الإزالة الانتقائية للمجموعات الواقية مطلوبة أيضًا من أجل مواصلة تخليق الببتيد.

لأن 10 أحماض أمينية (Ser، Thr، Tyr، Asp، Glu، Lys، Arg، His، Sec، وCys) تحتوي على مجموعات وظيفية ذات سلسلة جانبية، والتي تتطلب حماية انتقائية، مما يجعل تخليق الببتيد أكثر تعقيدًا.ويجب التمييز بين قواعد الحماية المؤقتة وشبه الدائمة بسبب اختلاف متطلبات الانتقائية.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 الروابط الببتيدية المتكونة بالفعل أو السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية، أحيانًا أثناء عملية التوليف.

"من الناحية المثالية، يجب أن يكون تنشيط مكون الكربوكسيل والتكوين اللاحق للروابط الببتيدية (تفاعلات الاقتران) سريعًا، دون تكوين راسيمي أو منتج ثانوي، ويجب تطبيق المواد المتفاعلة المولية لتحقيق عوائد عالية."لسوء الحظ، لا تفي أي من طرق الاقتران الكيميائي بهذه المتطلبات، والقليل منها مناسب للتوليف العملي.

أثناء تخليق الببتيد، عادة ما ترتبط المجموعات الوظيفية المشاركة في التفاعلات المختلفة بالمركز اليدوي، ويكون الجليسين هو الاستثناء الوحيد، وهناك خطر محتمل للتناوب.

الخطوة الأخيرة في دورة تخليق الببتيد هي إزالة جميع المجموعات الواقية.تعد الإزالة الانتقائية للمجموعات الواقية أمرًا مهمًا لتمديد سلسلة الببتيد بالإضافة إلى متطلبات الإزالة الكاملة للحماية في تخليق ثنائي الببتيد.وينبغي التخطيط للاستراتيجيات الاصطناعية بعناية.اعتمادًا على الاختيار الاستراتيجي، يمكن لـ N إزالة مجموعات الحماية α-amino أو الكربوكسيل بشكل انتقائي.يشير مصطلح "استراتيجية" إلى تسلسل تفاعلات التكثيف للأحماض الأمينية الفردية.بشكل عام، هناك فرق بين التوليف التدريجي وتكثيف الأجزاء.يتم تصنيع الببتيد (المعروف أيضًا باسم "التوليف التقليدي") في المحلول.في معظم الحالات، لا يمكن تصنيع الإطالة التدريجية لسلسلة الببتيد إلا باستخدام سلسلة الببتيد لتجميع أجزاء أقصر.لتجميع الببتيدات الأطول، يجب أن يتم تجزئة الجزيئات المستهدفة إلى أجزاء مناسبة وتحديد أنها يمكن أن تقلل من درجة التمايز عند الطرف C.بعد أن يتم تجميع الأجزاء الفردية تدريجيًا، سيتم ضم المركب المستهدف.تتضمن استراتيجية تخليق الببتيد اختيار أفضل وأنسب شظية وقائية، وتتضمن استراتيجية تخليق الببتيد اختيار التركيبة الأكثر ملاءمة للقواعد الواقية وأفضل طريقة لاقتران الشظايا.