¿Cuáles son los métodos de síntesis de péptidos?
Métodos para la síntesis de péptidos:
Método de azido acilo
El método de azido acilo fue introducido en la química de péptidos por Theodor Curtius ya en 1902 y es el más antiguo. de los métodos de condensación. Además de los aminoácidos libres y los péptidos condensados con acilazidas en soluciones acuosas alcalinas, también es posible utilizar ésteres de aminoácidos en disolventes orgánicos. A diferencia de muchos otros métodos de condensación, no requiere la adición de una base auxiliar u otro componente amino equivalente para capturar la hidrazona. ?
El método de la azida siempre se ha considerado el único método de condensación que no produce racemización. Con la introducción de grupos protectores de aminoácidos selectivamente escindibles, este método ha experimentado una innovación importante. Los materiales de partida para este enfoque son hidrazidas de aminoácidos cristalinas o hidrazidas peptídicas 64, respectivamente, que se obtienen fácilmente mediante disolución de hidrazida de los ésteres correspondientes. La hidrazida se convierte en azida 65 mediante nitrosación con una cantidad igual de nitrito de sodio en ácido clorhídrico a -10°C. Algunas azidas pueden precipitarse diluyéndolas con agua helada. La azida de difenilfosfina (DPPA) también se puede utilizar en la síntesis de acilazidas. El método Honzl-Rudinger utiliza nitrito de terc-butilo como reactivo de nitrito para realizar reacciones de condensación de azida en disolventes orgánicos. Debido a la inestabilidad térmica de la acilazida, la reacción de condensación debe llevarse a cabo a baja temperatura. A temperaturas más altas, la transposición de Curtius de acil azida a isocianato se convierte en una reacción secundaria importante que, en última instancia, conduce a la formación del subproducto urea. Debido a la temperatura de reacción relativamente lenta (por ejemplo, 4 °C), la reacción de condensación de péptidos suele tardar varios días en completarse. Para cadenas peptídicas protegidas en el extremo N-terminal más largas, la hidrazinolisis del grupo éster es a menudo difícil, por lo que se pueden usar derivados de hidrazina protegidos en el extremo N-terminal ortogonales. Después de la eliminación selectiva del grupo hidracina, los fragmentos de la cadena peptídica ensamblados según la estrategia inversa se pueden utilizar para la condensación de azida.
Como se mencionó anteriormente, aunque la azida se considera el método de condensación con menor tendencia a la racemización, el exceso de base provocará una gran cantidad de racemización durante la reacción. Por lo tanto, se debe evitar el contacto con bases durante la reacción de condensación, por ejemplo, se debe usar N,N-diisopropilamina o N-alquilmorfolina en lugar de trietilamina para neutralizar la sal de amonio del componente amino. ?
A pesar de las limitaciones anteriores, este método sigue siendo importante, especialmente para la condensación de fragmentos, porque tiene una baja propensión a la isomerización y es adecuado para su uso cuando el grupo hidroxilo no está protegido por un componente de serina o treonina. situación, y la bencilhidrazina protegida con Nˊ también tiene una variedad de usos.
Método del anhídrido de ácido
La primera consideración de la aplicación de anhídridos de ácido en la síntesis de péptidos se remonta a las primeras investigaciones de Theodor Curtius sobre la síntesis del ácido benzoilaminoacético en 1881. De la reacción de glicina de plata con cloruro de benzoilo, además de benzoilglicina, se obtuvo BZ-Glyn-OH (n=2-6). Anteriormente se pensaba que los N-benzoílo aminoácidos o los N-benzoílo péptidos y el ácido benzoico formarían anhídridos asimétricos intermedios reactivos en presencia de cloruro de benzoílo. ?Aproximadamente 70 años después, Theodor?Wieland utilizó estos hallazgos para aplicar el método del anhídrido mixto a la síntesis de péptidos moderna. Actualmente, además de este método, los anhídridos simétricos y los intraanhídridos N-carboxílicos (NCA, ¿Leuchs?) se forman intramolecularmente a partir de los grupos carboxilo de aminoácidos y carbamatos. Finalmente, vale la pena mencionar que los anhídridos asimétricos a menudo participan en reacciones bioquímicas.
Método de anhídrido mixto
Se pueden utilizar tanto ácidos carboxílicos orgánicos como ácidos inorgánicos para formar anhídridos mixtos. Sin embargo, en la práctica solo se utilizan ampliamente unos pocos. Se utiliza cloroformiato de alquilo. El cloroformiato de etilo que se usaba a menudo en el pasado ahora se reemplaza principalmente por cloroformiato de isobutilo.
Un anhídrido de ácido mixto iniciado por un componente carboxílico y un éster de cloroformiato. depende de la electrofilicidad y/o impedimento estérico de los dos grupos carbonilo competidores.
En la formación de anhídridos mixtos a partir de carboxilatos de aminoácidos N-protegidos (componentes carboxilo) y cloroformiatos de alquilo (componentes activadores, derivados de los cloroformiatos de alquilo), la amina nucleófila ataca principalmente al grupo carboxilo del componente de aminoácido, formando el derivado peptídico deseado y liberando el ingrediente activo en forma de ácido libre. Cuando se utilizan cloroformiatos de alquilo (R1 = isobutilo, etilo, etc.), el ácido monoalquilcarbónico libre es inestable y se descompone inmediatamente en dióxido de carbono y el alcohol correspondiente. Sin embargo, existen algunos informes contrarios con respecto a la regioselectividad del ataque nucleofílico, cuyos productos son carbamatos y los componentes de aminoácidos N-protegidos originales. ?Para formar anhídridos mixtos, disolver aminoácidos o péptidos N-protegidos en diclorometano, tetrahidrofurano, dioxano, acetonitrilo, acetato de etilo o DMF, respectivamente, y utilizar una cantidad igual de base terciaria (N-metilpiperidina, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina , etc.) tratamiento. Luego, se añade cloroformiato de alquilo y se agita vigorosamente entre -15°C y -5°C para formar un anhídrido asimétrico (activación). Después de una breve activación, se añade el componente de aminoácido nucleofílico. Si se utiliza como sal de amonio (se requieren más bases), se debe evitar el uso excesivo de bases. Si se observan estrictamente las condiciones de reacción anteriores, el método de anhídrido mixto es fácil de realizar y es uno de los métodos de condensación más eficientes.
Método del anhídrido simétrico
El anhídrido simétrico del Nα-acil aminoácido es un intermedio altamente activo para la formación de enlaces peptídicos. En comparación con el método de anhídrido mixto, no tiene una regioselectividad indefinida al reaccionar con aminas nucleófilas. Sin embargo, el rendimiento más alto para la condensación de péptidos alcanzó 50 (para el componente carboxilo).
Aunque los Nα-acil aminoácidos libres y los péptidos diana formados por la aminolisis de anhídridos simétricos se pueden recuperar mediante extracción con una solución saturada de bicarbonato de sodio, el valor práctico de este método fue inicialmente muy bajo. Los anhídridos simétricos se pueden preparar haciendo reaccionar aminoácidos protegidos con Nα con fosgeno o carbodiimidas convenientes. La reacción de dos equivalentes de aminoácidos protegidos con Nα con un equivalente de carbodiimida produce anhídridos simétricos que pueden aislarse o usarse directamente en reacciones de condensación posteriores sin purificación. Dado que los anhídridos simétricos de Nα-alcoxicarbonil aminoácidos son estables a la hidrólisis, pueden purificarse usando un método de purificación similar al de los anhídridos mixtos descritos anteriormente. ?
Debido a la comercialización y al precio razonable de los aminoácidos protegidos con Boc, el uso de anhídridos simétricos para el alargamiento gradual de cadenas peptídicas está ganando importancia. Aunque los anhídridos simétricos están disponibles en forma cristalina, la preparación in situ sigue siendo una buena opción.
Método de la carbodiimida
La carbodiimida se utiliza para condensar los grupos amino y carboxilo. Entre este tipo de compuestos, la N,Nˊ-diciclohexilcarbodiimida (DCC) es relativamente barata y soluble en disolventes comúnmente utilizados para la síntesis de péptidos. Durante la formación del enlace peptídico, la carbodiimida se convierte en el correspondiente derivado de urea y la N,Nˊ-diciclohexilurea puede precipitar de la solución de reacción. Aparentemente, las velocidades de aminolisis e hidrólisis de los intermedios reactivos después de la activación de carbodiimida son diferentes, por lo que la síntesis de péptidos se puede realizar en medios acuosos. Después de una extensa investigación realizada por múltiples grupos de investigación, se ha determinado el mecanismo de la reacción de condensación de péptidos utilizando carbodiimida como agente de condensación. Cuando se agrega carbodiimida protonada a iones carboxilato, se formará una O-acilurea altamente activa, aunque este intermediario no. Se ha aislado, pero su presencia se puede inferir de compuestos estables muy similares. La O-acilurea reacciona con los componentes de las aminas para formar péptidos protegidos y derivados de urea. Además, la O-acilurea en equilibrio con la forma protonada también está sujeta al ataque nucleofílico del segundo carboxilato, produciendo anhídridos de aminoácidos simétricos y ureas N,Nˊ-disustituidas. El primero reacciona con los aminoácidos para producir derivados peptídicos y aminoácidos libres. Después de una reacción secundaria catalizada por bases usando DCC, el grupo acilo se transfiere del átomo de oxígeno de la isourea al átomo de nitrógeno para formar N-acilurea 71, y la N-acilurea no sufre más reacción de aminolisis. No sólo el exceso de base puede catalizar la transferencia de O-N acilo, sino que los componentes amino básicos o carbodiimidas también pueden catalizar reacciones secundarias.
Además, los disolventes polares también favorecen esta vía de reacción.