Los péptidos están ampliamente presentes en la naturaleza y en los organismos vivos. Son un tipo de sustancia natural compuesta por dos o más aminoácidos conectados por enlaces peptídicos. También son producto de la hidrólisis incompleta de proteínas. Hasta ahora, se ha encontrado una amplia variedad de péptidos en los organismos y desempeñan un papel importante en la participación y regulación de las actividades vitales del cuerpo. Según el número de aminoácidos, se pueden dividir en oligopéptidos (2-10 aminoácidos) y polipéptidos (10-100 aminoácidos).
Desde la síntesis exitosa del primer péptido, la oxitocina, los científicos han desarrollado una variedad de métodos de síntesis de péptidos después de décadas de incansables esfuerzos. Estos métodos de síntesis se dividen principalmente en biosíntesis y síntesis química.
1. Biosíntesis
Los métodos de biosíntesis incluyen extracción, hidrólisis enzimática, recombinación genética, fermentación, etc.
La extracción natural es un método para extraer sustancias polipeptídicas de animales y plantas. Sin embargo, el contenido de sustancias polipeptídicas en los organismos es raro, la pureza de los polipéptidos obtenidos mediante este método es baja y los patógenos se introducen fácilmente durante el proceso de extracción. Por tanto, el método de extracción ha sido sustituido paulatinamente por otros métodos.
La hidrólisis enzimática consiste en degradar proteínas en polipéptidos mediante enzimas biológicas. Este método tiene las ventajas de unas condiciones de reacción suaves, pero la mayoría de los polipéptidos obtenidos mediante hidrólisis enzimática son mezclas y la separación y purificación posteriores son difíciles. En comparación, la hidrólisis enzimática es más común en la industria alimentaria, cosmética y otras industrias.
La recombinación genética consiste en la transferencia de polipéptidos de determinadas secuencias al ADN recombinante en células procarióticas o eucariotas mediante tecnología y expresión genética. Este método tiene las ventajas de una fuerte expresión direccional, no necesita portadores de polipéptidos ni grupos protectores, etc. Es el método de biosíntesis más utilizado en la actualidad, pero la recombinación genética tiene problemas como dificultades de purificación.
El método de fermentación es un método para producir péptidos activos a través del metabolismo de microorganismos. Este método es de costo relativamente bajo, pero debido a que se basa en el metabolismo microbiano, solo puede usarse para producir péptidos activos beneficiosos conocidos. Tiene un ámbito de aplicación limitado y no es un método de producción de péptidos convencional.
2. Síntesis química
La síntesis química incluye la síntesis en fase líquida y la síntesis en fase sólida. Actualmente, la síntesis química sigue siendo el método principal para sintetizar polipéptidos. En la síntesis de polipéptidos, la formación de enlaces peptídicos (es decir, enlaces amida) es un paso clave. Los reactivos de síntesis de péptidos son reactivos especiales para formar enlaces amida, que desempeñan un papel importante en la mejora de la eficiencia de unión de los enlaces amida, la pureza del producto y el rendimiento.
En síntesis, el desempeño del reactivo determina la efectividad de la estrategia de síntesis. Los reactivos de síntesis de péptidos se pueden dividir en agentes de condensación, agentes protectores e inhibidores de racemización quiral según su rendimiento. Los agentes de condensación se utilizan principalmente para promover la formación de enlaces amida entre ácidos carboxílicos y aminas, lo que puede reducir eficazmente la barrera energética de la reacción y mejorar la eficiencia del enlace. Estos reactivos se utilizan ampliamente en la síntesis de fármacos peptídicos y fármacos químicos de molécula pequeña, incluido el tipo carbodiimida (como DCC, DIC, etc.) y el tipo sal de onio, el último de los cuales se puede dividir en tipo catión urea (como HBTU , HATU, etc.) y tipo de catión fosfonio (como PyBOP); El agente protector es un tipo de reactivo que protege los grupos activos para inactivarlos temporalmente, lo que puede evitar eficazmente la aparición de reacciones no objetivo, lo cual es muy común en la síntesis orgánica y de fármacos. En la síntesis de péptidos, se utiliza a menudo para proteger los grupos amino, y los más utilizados son los agentes protectores de la serie Fmoc y los agentes protectores de la serie Boc; Los inhibidores de la racemización quiral son reactivos que pueden inhibir eficazmente la racemización del producto y mejorar la pureza óptica de los productos durante la síntesis. Los inhibidores de racemización de uso común incluyen HOBt, HOPO, etc.
La aplicación de reactivos de condensación ha promovido en gran medida el proceso de síntesis de péptidos. El proceso básico de síntesis química incluye: proteger grupos activos que no participan en la reacción: activar grupos carboxilo para preparar intermediarios activos para formar enlaces peptídicos; y desproteger grupos protectores.
La síntesis en fase líquida es un método para formar enlaces peptídicos mediante reacciones químicas en solución. Los grupos protectores comúnmente utilizados en este método son Boc y Cbz (Z), y se adoptan dos estrategias principales: el método de síntesis por pasos consiste en conectar los aminoácidos paso a paso a través de enlaces peptídicos en el orden de los aminoácidos; el método de síntesis de fragmentos consiste en conectar dos o más fragmentos de polipéptido sintetizados en el polipéptido objetivo. En comparación con el método de síntesis en fase sólida, el método de síntesis en fase líquida es más adecuado para la síntesis de péptidos cortos. La cantidad de reactivos y disolventes utilizados es pequeña, el costo es menor y se ajusta al principio de la química verde. Al mismo tiempo, los grupos protectores son más selectivos, lo que favorece la purificación posterior y la producción a gran escala.
El método de síntesis en fase sólida se propuso por primera vez en 1963 y se ha convertido en un método convencional para la síntesis de polipéptidos. Este método utiliza una resina insoluble como portador, fija el extremo C del primer aminoácido en la resina, conecta el extremo N predesprotegido con el segundo aminoácido activado mediante una reacción de condensación y luego lava y repite lo anterior. pasos hasta que se completa la síntesis del polipéptido diana. Como uno de los núcleos de la síntesis en fase sólida, la selección de grupos protectores juega un papel clave. En la actualidad, los métodos principales de síntesis en fase sólida son la síntesis en fase sólida de Boc y la síntesis en fase sólida de Fmoc: en la síntesis en fase sólida de Boc, el α-amino está protegido por el grupo Boc y el ácido trifluoroacético, ácido fuerte, se usa para la desprotección, aunque es dañino. Se requiere ácido fluorhídrico para cortar la cadena peptídica. Por un lado, el ácido trifluoroacético es demasiado ácido y puede provocar la rotura de la cadena peptídica durante el proceso de síntesis. Por otro lado, el ácido fluorhídrico es peligroso y sus daños al organismo son evidentes. Por el contrario, el grupo protector Fmoc en la síntesis de Fmoc en fase sólida es más estable al ácido y puede eliminarse en condiciones alcalinas sin el uso de reactivos peligrosos como el ácido fluorhídrico. Además, el grupo protector Fmoc se puede utilizar para monitorear el proceso de reacción y controlar con mayor precisión el proceso de producción. Actualmente es el método de síntesis de péptidos en fase sólida más popular.
En comparación con la síntesis en fase líquida, la síntesis en fase sólida ha mostrado ventajas obvias en la síntesis de péptidos largos. Es fácil de operar, no es necesario purificar los intermedios y puede lograr una síntesis de péptidos automatizada y de alto rendimiento. Actualmente es el método principal de síntesis de péptidos.
En el contexto del rápido desarrollo de la terapia con péptidos, la síntesis de péptidos debe considerarse desde una perspectiva económica y sostenible. La síntesis de péptidos verdes es un gran desafío al que se enfrentan los científicos de todo el mundo. Ya sea que se utilice SPPS de síntesis en fase sólida o LPPS de síntesis en fase líquida, el objetivo final es minimizar las impurezas para reducir los pasos de purificación, lo que nuevamente conlleva penalizaciones económicas y sostenibles. Al mismo tiempo, el mercado activo de medicamentos peptídicos significa que la industria farmacéutica peptídica enfrentará una presión cada vez mayor para acortar el tiempo de comercialización de nuevos medicamentos. Creo que en breve habrá métodos de síntesis de péptidos más adecuados.
Con el rápido desarrollo de la terapia con péptidos, la tecnología de síntesis de péptidos debe tener en cuenta tanto los beneficios económicos como la sostenibilidad. Ya sea síntesis en fase sólida (SPPS) o síntesis en fase líquida (LPPS), el objetivo es minimizar el contenido de impurezas para reducir los engorrosos pasos de purificación, mejorar la eficiencia de la síntesis y así reducir la carga para la economía y el medio ambiente. Al mismo tiempo, dado el continuo crecimiento de la demanda del mercado de fármacos peptídicos, la industria farmacéutica se enfrenta a una presión cada vez mayor para acortar el ciclo de desarrollo de nuevos fármacos. Creo que en breve habrá métodos de síntesis de péptidos más eficientes y respetuosos con el medio ambiente.
Suzhou Haofan está comprometida con la investigación, el desarrollo y la producción de reactivos de síntesis de péptidos y reactivos de protección. Después de 20 años de desarrollo y acumulación, la empresa se ha convertido en el proveedor más grande y completo del mundo de reactivos de síntesis de péptidos, capaz de ofrecer selecciones de productos completas y diversas, que cubren varios reactivos de condensación desde la primera a la cuarta generación, así como Fmoc, Boc, Cbz y Troc y otras series de grupos de protección para satisfacer las necesidades de diferentes clientes. Invitamos sinceramente a los amigos interesados a que se comuniquen con nosotros para obtener más detalles y esperamos brindarle servicios de consultoría profesionales.
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