GLP-1(bağlantı:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/glp-1-peptid-cas-87805-34-3.html) 30 amino asitten oluşan bir polipeptit hormondur. GLP-1 ile ilgili derinlemesine araştırmalarla, giderek daha fazla sayıda sentetik yöntem geliştirilmiştir. Bu makale sistematik olarak şu anda bilinen GLP-1 sentez yöntemlerini tanıtacaktır.
Yöntem 1, katı faz sentezi:
Katı faz sentezi, peptit ve protein sentezi için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir ve ayrıca GLP-1 sentezi için de yaygın olarak kullanılır. Katı faz sentezinde çekirdek yapı, birinci amino asidin reçineye bağlanmasıyla oluşturulur. Ardından, bir sonraki amino asit sırayla eklenir ve uygun bir yoğunlaştırıcı madde ile kimyasal olarak reaksiyona sokulur. Son olarak, polipeptit reçineden ayrılarak hedef ürün elde edilebilir.
Katı faz sentezinin önemi, peptit sentezinin otomasyonunu ve büyük ölçekli üretimini sağlamasıdır. Mevcut ana akım katı faz sentez yöntemleri arasında Fmoc ve Boc bulunur. Bunların arasında, Fmoc yöntemi, peptidi korumak için N-Fmoc koruma grubunu kullanırken, Boc yöntemi, karboksil grubunu korumak için tert-bütiloksikarbonili kullanır.
İkinci yöntem, sıvı faz sentezi:
Sıvı faz sentezi, reaktanların reaksiyon için sıvı faza yerleştirildiği geleneksel bir peptit sentezi yöntemidir. Sıvı faz sentezinin avantajı, reaksiyon koşullarının hafif olması ve hassas kimyasal yapıların modifikasyonu için uygun olmasıdır. Bununla birlikte, çok fazla reaktan nedeniyle saflaştırma işlemi nispeten külfetlidir. Sıvı faz sentezindeki kimyasal reaksiyonlar şunları içerir:
1. Yoğuşma reaksiyonu:
Yoğunlaşma reaksiyonu, peptit sentezindeki en temel reaksiyonlardan biridir, yani DCC ve HOBt gibi kondenzasyon ajanları tarafından başlatılan karboksil grubu, asilasyon reaksiyonu yoluyla amino asidin amino grubuna bağlanır. Reaksiyon koşulları ılımandır ve verim yüksektir.
2. Eliminasyon reaksiyonları:
Eliminasyon reaksiyonu, metiyonini NaBH4 ve diğer indirgeyici ajanlar tarafından ditiole indirgemek ve onu etkisiz hale getirmektir. Reaksiyonun bazik koşullar altında gerçekleştirilmesi gerekir.
3. Koruma gruplarının kaldırılması:
Peptit zincirindeki amino asitlerin farklı fonksiyonları nedeniyle, koruma için farklı koruma grupları kullanılacaktır. Sentez tamamlandıktan sonra koruyucu grubun çıkarılması gerekir. Fmoc yönteminde, Fmoc'u çıkarmak için genellikle piperidin kullanılır; Boc yönteminde Boc'u kaldırmak için TFA kullanılır.
Üçüncü yöntem, kimyasal sentez:
GLP-1, önemli biyolojik aktiviteleri olan bir polipeptit hormonudur. Sentezi çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilebilir, bunlar arasında en sık kullanılan yöntemlerden biri kimyasal sentezdir. Kimyasal sentezin avantajı, büyük ölçekli üretime uygun, oldukça saf hedef ürünler üretebilmesidir. GLP-1'nin kimyasal sentez yöntemi ve ayrıntılı adımları aşağıda tanıtılacaktır.
1. Sentetik yol ve koruma grubu seçimi:
GLP-1 molekülü, 21 L tipi ve 15 D tipi amino asit dahil olmak üzere 36 amino asitten oluşur. Sentezi gerçekleştirmeden önce, uygun bir sentez yolunun seçilmesi ve sentez koşullarına göre karşılık gelen koruyucu grubun seçilmesi gereklidir. Fmoc katı faz sentezi genellikle otomatik büyük ölçekli sentez için kullanılır. Bu yöntem, koruyucu grup olarak N-9-floroimido karboksil korumasını (N-Fmoc) kullanır ve ayrıca belirli bölgelerin korunmasını sağlamak için uygun bir ikincil koruma grubu (tert-bütil veya metil gibi) seçmesi gerekir. Her yeni amino asit eklendiğinde, önce Fmoc koruma grubunun çıkarılması gerekir ve ardından bir sonraki amino asidin korumalı birleştirme maddesi eklenir.
2. Çekirdek amino asit dizisinin sentezi:
GLP-1'nin çekirdek dizisi, bir anahtar serin ve dört prolil-glutamik asit dipeptit dizisi dahil olmak üzere 21 amino asitten oluşur. Katı faz sentezinde, çekirdek dizinin sentezi aşağıdaki adımlara bölünebilir:
2.1. Katı fazlı sentetik reçineye asetik asit karbamat (Fmoc-NH-CH2CO2Et) ve 2-Cl-Trt-Cl ekleyin ve DIC/NMM bağlama maddesiyle yoğuşturma reaksiyonu gerçekleştirin.
2.2. Grup reaksiyonunun korumasını kaldırarak Fmoc koruma grubunu çıkarın.
2.3. Bir sonraki amino asidi ekleyin, çekirdek dizisi sentezlenene kadar adım 1 ve adım 2'yi sırayla tekrarlayın.
2.4. Katı faz reçinesi üzerinde pentapeptit yapılarının oluşumu. Asetalizasyon reaktifini katı faz reçinesine ekleyin, N-terminal tanıma ajanı (HBTU gibi) ile reaksiyona girin, yardımcı indirgeyici ajan olarak serin yan zincir koruma grubunu ekleyin ve ardından Fmoc koruma grubunu çıkarın.
2.5. Bacillus subtilis transferazın (ProTide) katalizi altında, pentapeptit yapısı, serin iyodoasetat öncüsü ile bir değişim reaksiyonuna girer.
3. Kalan amino asit dizisinin sentezi:
Çekirdek dizinin sentezini tamamladıktan sonra, L- ve D-tipi amino asitler dahil olmak üzere kalan amino asitleri eklemeye devam etmek gerekir. Bu amino asitlerin eklenmesi, çekirdek diziden başlamalı, dizideki bir sonraki amino asidi eklemeli ve tam bir GLP-1 polipeptit molekülü sentezlenene kadar kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmek için karşılık gelen yoğunlaştırıcı ajanı kullanmalıdır. Bu işlem sırasında ayrıca ihtiyaca uygun koruyucu grubun seçilmesi ve sırasıyla reaksiyon, koruyucu grubun çıkarılması ve amino asit eklenmesi adımlarının gerçekleştirilmesi gerekmektedir.
4. Sodyum hidroksit tedavisi:
Tüm amino asitler eklendikten sonra, katı faz reçinesi üzerinde tam olarak sentezlenmemiş bir peptit zinciri oluşur ve tam olarak oluşturulmuş bir peptit molekülü oluşturmak için işlenmesi gerekir. İlk olarak, biçimsiz peptit sodyum hidroksit ile hidrolize edilmelidir, böylece reçineye orijinal olarak bağlı olan C-terminal karboksil grubu reçineden ayrılır ve koruyucu grup su içinde ayrılır. Hidroliz reaksiyonundan sonra hedef ürün elde edilir.
5. Yağış ve yıkama:
İşlemden sonra hidrolize çözelti, hedef ürünü çökeltmek için asitle işlenir. Daha sonra pelet su içinde yeniden süspanse edildi, ardından safsızlıkları gidermek için yoğun yıkama yapıldı.
6. Arıtma:
Son adım, genellikle yüksek performanslı sıvı kromatografi kullanılarak istenen ürünün saflaştırılmasıdır. Bu işlem sırasında, kütle spektrumunda çözeltinin tepe noktası tespit edilerek ürünün saflığı belirlenebilir. Kısacası, GLP-1'nin kimyasal sentezi, nihai olarak aktif hedef ürünü elde etmek için çok sayıda karmaşık reaksiyon döngüsü ve sıkı saflaştırma süreçleri gerektirir.
Dördüncü yöntem, biyosentez:
GLP-1, insülin sekresyonunu desteklemek, iştahı bastırmak, vücut ağırlığını azaltmak ve insülin duyarlılığını korumak gibi çeşitli fizyolojik etkilere sahip önemli bir polipeptit hormondur. GLP-1'nin biyosentez yöntemi esas olarak L hücreleri tarafından sentezlenir Pankreas bezinde bulunur ve sentez hızı diyetle alınır. Ayrıntılı adımlar aşağıdaki gibi tanıtılır:
1. Sentez öncesi hazırlık çalışmaları:
GLP-1 biyosentezinden önce, kullanılan hücre tipinin belirlenmesi, kültür koşullarının ayarlanması ve uygun katalitik enzimin seçilmesi dahil olmak üzere bazı hazırlık çalışmalarının yapılması gerekir. L hücreleri, GLP-1 sentezinin ana kaynağıdır çünkü bunlar iki hormonun, GIP (glukagon benzeri peptit 1) ve GLP-1 öncülerini içerir. L hücreleri, tavşan veya farelerin bağırsak epitelinden izole edilebilir. Biyosentezden önce hücrelerin yeterli sayıda kültürlenmesi, yeterli besin maddesi ve uygun kültür koşullarının sağlanması gerekir. Ek olarak, reaksiyonu hızlandırmak için uygun katalitik enzimin seçilmesi gereklidir.
2. Öncülerin sentezi ve işlenmesi:
GLP-1'nin biyosentezi esas olarak L hücrelerinde gerçekleşir ve öncüsü iki hormondan oluşur: GIP ve GLP-1. Endokrin hücrelere girdikten sonra, GIP ve GLP-1, proteolitik enzimler tarafından işlenir ve ayrı peptitlere bölünür. Öncü polipeptit asidaz (PC2), izomeraz ve geç adezyon faktörleri dahil olmak üzere bir dizi enzim ve kofaktör bu sürece dahil olur.
3. Polipeptit segmentleri arasında karşılıklı dönüşüm:
İşlendikten sonra, GIP ve GLP{0}} peptidleri, GLP-1 polipeptidini oluşturmak üzere yeniden birleştirilir. Bu işlem, yeni bileşik polipeptitler oluşturmak için diğer bireysel peptitlerin birleştirildiği bir şablon olarak glukagon benzeri peptit 1'in (GLP-1) kullanılmasını gerektirir. Bu işlem ayrıca Prohormone Convertase 1/3 (PC1/3) ve Carboxypeptidase E (CPE) dahil olmak üzere bazı spesifik enzimler ve faktörler gerektirir.
4. GLP-1 salgısı:
GLP-1 sentezlenip işlendikten sonra, endokrin hücrelerin sitoplazmasında ve iç veziküllerinde depolanır. Diyetle uyarıldığında, endokrin hücreler GLP-1 salgılar ve mikrodamarlar yoluyla kan dolaşımına girer. Bu süreç, cAMP-Ca dahil olmak üzere bir dizi sinyal iletim yolu ile düzenlenir ve kontrol edilir.2 artıve benzeri.
Kısacası, GLP-1'nin biyosentezi, çoklu bağlantıların ve faktörlerin ortak hareketini içerir. Biyosentez ve kimyasal sentezin kombinasyonu, GLP-1'nin araştırılması ve üretimi için daha iyi bir temel ve destek sağlayabilir.
Beşinci yöntem, enzimatik sentez:
Enzimatik sentez, biyolojik enzimlerin katalizi yoluyla peptit zincirlerinin sentezidir. Geleneksel sıvı fazlı sentez yöntemleriyle karşılaştırıldığında, enzimatik sentez oda sıcaklığında gerçekleştirilebilir ve çok çeşitli hammaddeler seçilebilir. Teta-sıvı sentaz, AEP, ACE, vb. gibi enzimler genellikle sentezi katalize etmek için kullanılır.
Sonuç olarak, yukarıda belirtilen yöntemler GLP-1 sentezi için uygulanabilir yöntemlerdir. Farklı deney koşulları ve farmasötik üretim ortamları için farklı yöntemler uygundur.