Die Peptidsynthese mithilfe eines „Griffs“ beherrschen

I. Hintergrund Einleitung

In den letzten Jahren haben sich Peptidwirkstoffe aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile und der rasanten Entwicklung des biopharmazeutischen Bereichs zu vielversprechenden Wirkstoffen zwischen niedermolekularen und hochmolekularen Molekülen entwickelt. Die Synthese von Peptidwirkstoffen ist jedoch nach wie vor mit enormen Herausforderungen verbunden. Die effiziente und präzise Verknüpfung verschiedener Molekülfragmente sowie die Vereinfachung des Reinigungsprozesses stellen eine zentrale Aufgabe für Chemiker dar.

Aktuell basiert die Peptidsynthese hauptsächlich auf der klassischen Flüssigphasen -Peptidsynthese (LPPS) und der Festphasen -Peptidsynthese (SPPS), doch beide Methoden weisen erhebliche Einschränkungen auf. LPPS bietet zwar eine hohe Reagenzienausnutzung, geringe Kosten und einfache Skalierbarkeit, ist aber auf die Herstellung kurzer Peptide beschränkt und erfordert nach jedem Reaktionsschritt eine aufwendige Trennung und Reinigung. SPPS ist zwar einfach durchzuführen und leicht zu automatisieren, verbraucht jedoch große Mengen an Lösungsmittel und neigt zur Ansammlung auf Harzen, was bei der Produktion im großen Maßstab Herausforderungen wie hohe Kosten und Umweltbelastung mit sich bringt. Darüber hinaus hängen die physikochemischen Eigenschaften von Peptidzwischenprodukten stark von der Aminosäuresequenz ab; stark lipophile oder schwerlösliche Zwischenprodukte können die Prozessentwicklung erschweren. Um diese synthetischen Herausforderungen zu bewältigen, ist die Entwicklung einer neuen Methode, die die Reinigung vereinfacht und sich leicht skalieren lässt, unerlässlich. Die Tag-assistierte Peptidsynthese (TAPS) hat sich als vielversprechende Strategie zur Erfüllung dieses Bedarfs erwiesen.

Die folgende Tabelle vergleicht drei Methoden zur Synthese von Polypeptiden:

II . Technische Grundlagen

Die Grundidee besteht darin , vorübergehend „Ankermoleküle" – sogenannte lösliche Markierungen – an die an der Reaktion beteiligten Ausgangsmoleküle anzufügen, sodass die Peptidkette in bestimmten Lösungsmitteln vollständig löslich bleibt und somit ihr Wachstum ermöglicht wird. Durch die geringe Löslichkeit der Markierungen in bestimmten ungeeigneten Lösungsmitteln werden diese dann ausgefällt. Nach Filtration und einfachem Waschen lassen sich überschüssige Reagenzien und Nebenprodukte effizient entfernen.

Dieses Nachbearbeitungsverfahren vereinfacht den Trennprozess erheblich, verbessert die Effizienz der Synthese und die Reinheit des Produkts, vermeidet die Abhängigkeit der Festphasensynthese von speziellen automatisierten Anlagen und kann erfolgreich in herkömmlichen Batch-Reaktoren durchgeführt werden.

Welche Bedingungen müssen die eingeführten Tags also erfüllen? Im Wesentlichen die folgenden drei Punkte:

1. Es kann das C-Terminus schützen und ist orthogonal zur N-terminalen Schutzbase;

2. Es kann die Löslichkeit von Molekülen in organischen Lösungsmitteln verbessern und so das Wachstum von Peptidketten erleichtern;

3. Es kann in schlechten Lösungsmitteln ausfallen, was den Reinigungsprozess vereinfacht.

Der Arbeitsablauf umfasst typischerweise diese drei Schritte:

1. Tag-Verbindung : Zu Beginn der Synthese wird das Tag mit dem Ausgangsmaterial verbunden.

2. Kettenverlängerung und Reaktion : In Lösung durchlaufen markierte Moleküle eine Reihe chemischer Reaktionen, die die Peptidkettenverlängerung ermöglichen. Speziell entwickelte markierte Moleküle weisen eine einzigartige Löslichkeit auf und lassen sich ohne aufwendige Aufreinigung leicht von Nebenprodukten/Rohstoffen abtrennen.

3. Entfernung des Tags : Nach der Synthese wird der Tag unter spezifischen chemischen Bedingungen (z. B. Säure, Base, Licht, Katalysator usw.) sauber und effizient entfernt, um das Zielmolekül zu erhalten.

III . Technologiearten

Die gängigen Tag-Typen werden im Folgenden vorgestellt:

IV . Anwendung

Hydrophobe Tags kleiner Moleküle umfassen hauptsächlich Benzyl-, Diphenylmethyl- und Fluoren- Derivate, die aktuell in der Herstellung kommerzieller Peptidwirkstoffe eingesetzt werden. Beispielsweise liefert die Synthese von Eptifibatid (Abbildung 1) mit einem Diphenylmethyl-Tag durch einen zyklischen Prozess aus Kupplungs- und Fällungsreaktionen sowie Entschützungs- und Fällungsreaktionen ein Eptifibatid- Zwischenprodukt mit einer Schutzgruppe in 86% Ausbeute. Nach Abspaltung des Tags und anschließender Cyclisierung erhält man schließlich das Zielprodukt Eptifibatid mit einer Gesamtausbeute von 63% ohne erkennbare Racemisierung . Bei der Peptidsynthese mittels Festphasenpeptidsynthese (SPPS) ist die Reaktivität der Kupplungs- und Entschützungsreaktionen jedoch deutlich reduziert, und es entstehen während der Peptidkettenverlängerung leicht Deletionspeptide.

Synthese von Eptifibatid unter Verwendung eines Diphenylmethyl-Tags.

V. Ausblick

Zusammenfassend bietet die Tag-gestützte Peptidsynthese eine hocheffiziente, nachhaltige und leicht skalierbare Alternative zur traditionellen Peptidsynthese . Sie vereint die Vorteile der Festphasen- und Flüssigphasensynthese und erzielt so mehr Flexibilität, geringere Kosten und eine bessere Umweltverträglichkeit. Im Vergleich zur traditionellen Festphasensynthese reduziert diese Methode den Verbrauch von Lösungsmitteln und Reagenzien deutlich, vereinfacht die Nachbearbeitungsschritte erheblich und lässt sich problemlos vom Labormaßstab auf die Tonnenproduktion skalieren. Nach erfolgreicher Validierung in der Peptidwirkstoffsynthese birgt diese Technologie das Potenzial, die Entwicklung von Peptidwirkstoffen hin zu mehr Effizienz, umweltfreundlicheren Verfahren und größeren wirtschaftlichen Vorteilen voranzutreiben.

VI. Unternehmensvorstellung

Suzhou Haofan Biotech Co., Ltd. (Börsenkürzel: 301393.SZ), gegründet 2003 und mit Hauptsitz in der Suzhou High-Tech-Zone, ist ein nationales Hightech-Unternehmen, das pharmazeutische Forschungs- und Entwicklungs- sowie Produktionsunternehmen weltweit mit Spezialrohstoffen beliefert. Die Produkte werden hauptsächlich in der Synthese von Peptiden, Nukleotiden und Arzneimitteln eingesetzt und umfassen ein breites Spektrum, darunter Kondensationsmittel für spezielle Amidbindungen, Schutzmittel, Vernetzungsmittel, Proteinvernetzungsmittel für Antikörper-Wirkstoff-Konjugate, molekulare Bausteine, Liposomen und Phosphorreagenzien. Bis heute hat das Unternehmen über 1.500 verschiedene Produkte entwickelt und hergestellt.

Nach über zwei Jahrzehnten kontinuierlicher Anstrengungen und stetiger Weiterentwicklung hat Haofan Biotech seine Expertise im Bereich globaler Peptidsynthese-Reagenzien kontinuierlich ausgebaut. Das Unternehmen hat sich zu einem führenden Anbieter mit einem breiten Spektrum an kundenspezifischen Produkten und bedeutenden Vorteilen in der Großproduktion entwickelt und ist in der Lage, die spezifischen Bedürfnisse verschiedenster Kunden zu erfüllen. Wir laden alle Interessenten herzlich ein, sich mit uns in Verbindung zu setzen, um mehr über unser Produkt zu erfahren und Kooperationsmöglichkeiten auszuloten.

参考文献:

[1] Flüssigphasen-Peptidsynthese (LPPS): Eine dritte Welle für die Herstellung von Peptiden

DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00132

[ 2 ] Neuartige Diphenylmethyl -abgeleitete Amid-Schutzgruppe für die effiziente Flüssigphasen-Peptidsynthese: AJIPHASE.

DOI: 10.1021/ol302002g