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Liberty Blue取得多肽固相合成差向异构化水平的重大突破
点击次数:529 发布时间:2019-11-28

多肽的构象会极大的影响其生理活性。不同的氨基酸构象可以导致多肽形成不同的二级结构,同时二级结构又是影响多肽生理活性的重要因素。然而手性异构体的分离又是极其困难的。这使得合成过程中对差向异构化的控制成为得到单一差向异构体的关键。单一差向异构体也是保证研究结果重复性与稳定性的关键。由于固相合成机理的原因,在多肽的固相合成中,氨基酸的差向异构化是不可避免的。如何将差向异构化水平降到低,一直是多肽固相合成的难点。

 

氨基酸差向异构化机理

差向异构化指的是含有两个或两个以上手性中心的化合物分子中某手性中心的构型通过化学反应转换成其相反构型的过程。所形成的两种非对映异构体,称为差向异构体。

氨基酸中与羧基直接相连的碳原子上有个氨基,这个碳原子上连的基团或原子都不一样,称手性碳原子,当一束偏振光通过它们时,光的偏振方向将被旋转,根据旋光性的不同,分为左旋和右旋,即L系和D系,如D-丙氨酸是右旋的和L-丙氨酸是左旋的,恰似左、右手,互为镜像。而构成天然蛋白质的氨基酸都是L系。

 

在氨基酸活化时产生立体化学不稳定的5(4H)-噁唑酮中间体(D/L-4)是缩合反应中发生消旋的主要原因。形成噁唑酮的倾向与化合物1中活化基X的活化能力及N-酰基R1-CO-的电子特征密切相关。尽管有消旋化倾向,噁唑酮依然代表羧基活化的氨基酸衍生物应用于肽链合成中。反应中的消旋程度取决于噁唑酮的形成能力及其氨解速度。

 

降低合成过程中差向异构化水平的关键

CEM的科学家分析氨基酸差向异构化机理后认为,想降低多肽合成过程中的差向异构化水平可能存在两种途径,1)缩短反应时间2)使用特殊的缩合剂抑制消旋。

Liberty Blue突破性的4分钟完成一个氨基酸缩合循环

CEM Liberty Blue微波能量用于多肽反应的整个过程。在经过特殊设计的环形电磁场中,肽链被完全展开。使得脱保护与耦合 可以快速、顺利进行。在电磁波能量驱使下,肽链被电磁场强制展开,直接在分子水平上进行极性离子的耦合Liberty BLUE突破性的达到四分钟完成一个氨基酸缩合循环以比传统方法快30倍的速度完成长难序列的合成。一条42个氨基酸的阿尔斯海默氏病β淀粉样蛋白1-42序列合成下来仅需要不到4小时同时达到超过68%的粗纯度。

 

CarboMAX 缩合体系降低差向异构化水平

利拉鲁肽是一种人胰高糖素样肽-1(GLP-1)类似物,用于成人2型糖尿病患者控制血糖。适用于单用二甲双胍或磺脲类药物大可耐受剂量治疗后血糖仍控制不佳的患者,与二甲双胍或磺脲类药物联合应用。GLP-1具有血糖依赖性促进胰岛素分泌、保护胰岛β细胞、延迟胃排空降低食欲等生理功能,是近几年来新兴且热门的糖尿病治疗新靶点。CEM科学家以具代表性的多肽药物利拉鲁肽为例,详细研究比较在两种不同缩合体系合成利拉鲁肽时的差向异构化水平

 

在高温条件下,碳二亚胺化学反应比胺 / 膦盐 ( 如HATU、HCTU、PyBOP) 反应具有明显的优势。这主要包括降低半胱氨酸和精氨酸中的 γ- 内酰胺的差向异构化作用。然而,碳二亚胺的活化相对较慢。CEM 开发了一种改进的偶联工艺,通过增加相对于氨基酸的一到两倍当量的碳二亚胺,可以更快地形成关键的 O - 酰基脲中间体。

通过比标准的碳二亚胺化学反应更快地形成更多的活化氨基酸,随后的偶联反应将会发生得更快。这不仅减少了偶联的时间,而且作为一种敏感的活化氨基酸,在更短的时间内完成反应以降低差向异构化作用。CEM 这种被称为 CarboMAX 的方法只被授权用于 CEM 的多肽合成仪。

    

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