An der Oberfläche ist die Bildung von Peptidbindungen, die zu Dipeptiden führen, ein einfacher chemischer Prozess.Dies bedeutet, dass die beiden Aminosäurekomponenten während der Dehydratisierung durch eine Peptidbindung, eine Amidbindung, verbunden werden.
Bei der Bildung einer Peptidbindung handelt es sich um die Aktivierung einer Aminosäure unter milden Reaktionsbedingungen.(A) Carboxyleinheit, zweite Aminosäure (B) Die nukleophil aktivierte Carboxyleinheit bildet dann das Dipeptid (AB).„Wenn die Carboxylkomponente (A) nicht geschützt ist, kann die Bildung der Peptidbindung nicht kontrolliert werden.“Nebenprodukte wie lineare und zyklische Peptide können mit den Zielverbindungen AB gemischt werden.Daher müssen alle funktionellen Gruppen, die nicht an der Bildung von Peptidbindungen beteiligt sind, während der Peptidsynthese vorübergehend und reversibel geschützt werden.
Die Peptidsynthese – die Bildung jeder Peptidbindung – umfasst also drei Aggregationsschritte.
Der erste Schritt besteht darin, einige Aminosäuren vorzubereiten, die geschützt werden müssen, und die zwitterionische Struktur der Aminosäuren existiert nicht mehr.
Der zweite Schritt ist eine zweistufige Reaktion zur Bildung von Peptidbindungen, bei der zunächst die Carboxylgruppe der N-geschützten Aminosäure zum aktiven Zwischenprodukt aktiviert wird und dann die Peptidbindung gebildet wird.Diese gekoppelte Reaktion kann entweder als einstufige Reaktion oder als zwei aufeinanderfolgende Reaktionen ablaufen.
Der dritte Schritt ist die punktuelle Entfernung oder vollständige Entfernung des Schutzgrundes.Obwohl eine vollständige Entfernung erst erfolgen kann, nachdem alle Peptidketten zusammengesetzt wurden, ist auch die selektive Entfernung von Schutzgruppen erforderlich, um die Peptidsynthese fortzusetzen.
Denn 10 Aminosäuren (Ser, Thr, Tyr, Asp, Glu, Lys, Arg, His, Sec und Cys) enthalten funktionelle Seitenkettengruppen, die einen selektiven Schutz erfordern, was die Peptidsynthese komplizierter macht.Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an die Selektivität muss zwischen temporären und semipermanenten Schutzstützpunkten unterschieden werden.Im nächsten Schritt werden temporäre Schutzgruppen verwendet, um den temporären Schutz von funktionellen Aminosäure- oder Carboxylgruppen widerzuspiegeln.Semipermanente Schutzgruppen werden entfernt, ohne die bereits gebildeten Peptidbindungen oder Aminosäureseitenketten zu beeinträchtigen, manchmal während der Synthese.
„Idealerweise sollte die Aktivierung der Carboxylkomponente und die anschließende Bildung von Peptidbindungen (Kopplungsreaktionen) schnell und ohne Bildung von Racematen oder Nebenprodukten erfolgen, und molare Reaktanten sollten verwendet werden, um hohe Ausbeuten zu erzielen.“Leider erfüllt keine der chemischen Kopplungsmethoden diese Anforderungen und nur wenige sind für die praktische Synthese geeignet.
Während der Peptidsynthese sind die an verschiedenen Reaktionen beteiligten funktionellen Gruppen normalerweise mit dem manuellen Zentrum verknüpft, mit Ausnahme von Glycin, und es besteht die potenzielle Gefahr einer Rotation.
Der letzte Schritt im Peptidsynthesezyklus ist die Entfernung aller Schutzgruppen.Die selektive Entfernung von Schutzgruppen ist für die Peptidkettenverlängerung wichtig, zusätzlich zu der Anforderung einer vollständigen Entfernung des Schutzes bei der Dipeptidsynthese.Synthesestrategien sollten sorgfältig geplant werden.Abhängig von der strategischen Wahl kann N die α-Amino- oder Carboxyl-Schutzgruppen selektiv entfernen.Der Begriff „Strategie“ bezieht sich auf die Abfolge von Kondensationsreaktionen einzelner Aminosäuren.Im Allgemeinen gibt es einen Unterschied zwischen schrittweiser Synthese und Fragmentkondensation.Die Peptidsynthese (auch „konventionelle Synthese“ genannt) findet in Lösung statt.In den meisten Fällen kann eine allmähliche Verlängerung der Peptidkette nur synthetisiert werden, indem die Peptidkette zur Synthese kürzerer Fragmente verwendet wird.Um längere Peptide zu synthetisieren, müssen die Zielmoleküle in geeignete Fragmente segmentiert und bestimmt werden, dass sie den Differenzierungsgrad am C-Terminus minimieren können.Nachdem sich die einzelnen Fragmente nach und nach zusammengesetzt haben, wird der Zielverbund zusammengefügt.Die Strategie der Peptidsynthese umfasst die Auswahl des besten und am besten geeigneten Schutzfragments, und die Strategie der Peptidsynthese umfasst die Auswahl der am besten geeigneten Kombination von Schutzbasen und der besten Methode zur Fragmentkonjugation.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. Juli 2023