BPL-1(enlace:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/glp-1-péptido-cas-87805-34-3.html) es una hormona polipeptídica que consta de 30 aminoácidos. Con la investigación en profundidad sobre GLP-1, se han desarrollado más y más métodos sintéticos. Este artículo presentará sistemáticamente los métodos de síntesis actualmente conocidos de GLP-1.
Método 1, síntesis en fase sólida:
La síntesis en fase sólida es un método ampliamente utilizado para la síntesis de péptidos y proteínas, y también se usa comúnmente para la síntesis de GLP-1. En la síntesis en fase sólida, la estructura central se forma uniendo el primer aminoácido a la resina. A continuación, se añade en secuencia el siguiente aminoácido y se hace reaccionar químicamente con un agente de condensación apropiado. Finalmente, el producto objetivo puede obtenerse escindiendo el polipéptido de la resina.
La importancia de la síntesis en fase sólida es que permite la automatización y la producción a gran escala de la síntesis de péptidos. Los principales métodos de síntesis en fase sólida actuales incluyen Fmoc y Boc. Entre ellos, el método Fmoc usa el grupo protector N-Fmoc para proteger el péptido, mientras que el método Boc usa terc-butiloxicarbonilo para proteger el grupo carboxilo.
Método dos, síntesis en fase líquida:
La síntesis en fase líquida es un método tradicional de síntesis de péptidos en el que los reactivos se colocan en la fase líquida para la reacción. La ventaja de la síntesis en fase líquida es que las condiciones de reacción son suaves y adecuadas para la modificación de estructuras químicas sensibles. Sin embargo, debido a la gran cantidad de reactivos, el proceso de purificación es relativamente engorroso. Las reacciones químicas en la síntesis en fase líquida incluyen:
1. Reacción de condensación:
La reacción de condensación es una de las reacciones más básicas en la síntesis de péptidos, es decir, el grupo carboxilo iniciado por agentes de condensación como DCC y HOBt se conecta al grupo amino del aminoácido a través de la reacción de acilación. Las condiciones de reacción son suaves y el rendimiento es alto.
2. Reacciones de eliminación:
La reacción de eliminación consiste en reducir la metionina a ditiol mediante NaBH4 y otros agentes reductores, haciéndola inactiva. La reacción debe llevarse a cabo en condiciones básicas.
3. Eliminación de grupos protectores:
Debido a las diferentes funciones de los aminoácidos en la cadena peptídica, se utilizarán diferentes grupos protectores para la protección. Una vez completada la síntesis, es necesario eliminar el grupo protector. Para el método Fmoc, generalmente se usa piperidina para eliminar Fmoc; mientras que para el método Boc, se utiliza TFA para eliminar Boc.
Método tres, síntesis química:
GLP-1 es una hormona polipeptídica con importantes actividades biológicas. Su síntesis se puede realizar por varios métodos, entre los cuales la síntesis química es uno de los métodos más utilizados. La ventaja de la síntesis química es que puede producir productos objetivo de alta pureza, que son adecuados para la producción a gran escala. El método de síntesis química y los pasos detallados de GLP-1 se presentarán a continuación.
1. Ruta sintética y selección del grupo protector:
La molécula GLP-1 consta de 36 aminoácidos, incluidos 21 aminoácidos de tipo L y 15 de tipo D. Antes de realizar la síntesis, es necesario seleccionar una ruta de síntesis adecuada y seleccionar el grupo protector correspondiente según las condiciones de síntesis. La síntesis en fase sólida Fmoc se usa generalmente para la síntesis automatizada a gran escala. Este método utiliza la protección de N-9-fluoroimido carboxilo (N-Fmoc) como grupo protector y también necesita seleccionar un grupo protector secundario apropiado (como terc-butilo o metilo) para garantizar la protección de sitios específicos. Cada vez que se agrega un nuevo aminoácido, primero se debe eliminar el grupo protector Fmoc y luego se agrega la sustancia de acoplamiento protegida del siguiente aminoácido.
2. Síntesis de la secuencia de aminoácidos central:
La secuencia central de GLP-1 consta de 21 aminoácidos, incluida una serina clave y cuatro secuencias de dipéptidos de ácido prolil-glutámico. En la síntesis en fase sólida, la síntesis de la secuencia central se puede dividir en los siguientes pasos:
2.1. Agregue carbamato de ácido acético (Fmoc-NH-CH2CO2Et) y 2-Cl-Trt-Cl a la resina sintética en fase sólida y realice la reacción de condensación con el agente de acoplamiento DIC/NMM.
2.2. Retire el grupo protector Fmoc desprotegiendo la reacción del grupo.
2.3. Agregue el siguiente aminoácido, repita el paso 1 y el paso 2 en secuencia hasta que se sintetice la secuencia central.
2.4. Formación de estructuras pentapeptídicas sobre resina en fase sólida. Agregue el reactivo de acetalización a la resina de fase sólida, reaccione con el agente de reconocimiento N-terminal (como HBTU), agregue el grupo de protección de cadena lateral de serina como agente reductor auxiliar y luego elimine el grupo de protección Fmoc.
2.5. Bajo la catálisis de la transferasa de Bacillus subtilis (ProTide), la estructura pentapeptídica sufre una reacción de intercambio con el precursor del yodoacetato de serina.
3. Síntesis de la secuencia de aminoácidos restante:
Después de completar la síntesis de la secuencia central, es necesario continuar agregando los aminoácidos restantes, incluidos los aminoácidos de tipo L y D. La adición de estos aminoácidos debe comenzar desde la secuencia central, agregar el siguiente aminoácido en la secuencia y usar el agente de condensación correspondiente para llevar a cabo reacciones químicas hasta que se sintetice una molécula polipeptídica GLP-1 completa. Durante este proceso, también es necesario seleccionar un grupo protector apropiado según se requiera, y realizar las etapas de reacción, eliminación del grupo protector y adición de aminoácidos en secuencia.
4. Tratamiento con hidróxido de sodio:
Una vez que se han agregado todos los aminoácidos, se forma una cadena peptídica sintetizada de manera incompleta en la resina en fase sólida y debe procesarse para formar una molécula peptídica completamente formada. En primer lugar, el péptido no formado debe hidrolizarse con hidróxido de sodio, de modo que el grupo carboxilo C-terminal originalmente unido a la resina se separe de la resina y el grupo protector se separe en agua. Después de la reacción de hidrólisis, se obtiene el producto objetivo.
5. Precipitación y lavado:
Después del tratamiento, la solución hidrolizada se trata con ácido para precipitar el producto objetivo. A continuación, el sedimento se resuspendió en agua, seguido de un lavado intensivo para eliminar las impurezas.
6. Purificación:
El paso final es la purificación del producto deseado, normalmente mediante cromatografía líquida de alta resolución. Durante este proceso, la pureza del producto se puede determinar detectando el pico de la solución en el espectro de masas. En resumen, la síntesis química de GLP-1 requiere múltiples rondas de reacciones complejas y estrictos procesos de purificación para obtener finalmente el producto objetivo activo.
Método cuatro, biosíntesis:
GLP-1 es una hormona polipeptídica importante con varios efectos fisiológicos, que incluyen promover la secreción de insulina, suprimir el apetito, reducir el peso corporal y mantener la sensibilidad a la insulina, etc. El método de biosíntesis de GLP-1 es sintetizado principalmente por células L en la glándula pancreática, y su tasa de síntesis se regula con la ingesta dietética. Los pasos detallados se introducen de la siguiente manera:
1. Trabajo preparatorio antes de la síntesis:
Antes de la biosíntesis de GLP-1, es necesario realizar algunos trabajos preparatorios, incluida la determinación del tipo de célula utilizada, el establecimiento de las condiciones de cultivo y la selección de la enzima catalítica adecuada. Las células L son la principal fuente de síntesis de GLP-1 porque contienen precursores de dos hormonas, GIP (péptido 1 similar al glucagón) y GLP-1. Las células L se pueden aislar del epitelio intestinal de conejos o ratones. Antes de la biosíntesis, las células deben cultivarse en un número suficiente y deben proporcionarse suficientes nutrientes y condiciones de cultivo adecuadas. Además, es necesario seleccionar la enzima catalítica apropiada para promover la reacción.
2. Síntesis y procesamiento de precursores:
La biosíntesis de GLP-1 ocurre principalmente en las células L, y su precursor está compuesto por dos hormonas, GIP y GLP-1. Después de entrar en las células endocrinas, las enzimas proteolíticas procesan el GIP y el GLP-1 y los escinden en péptidos individuales. En este proceso intervienen una serie de enzimas y cofactores, entre ellos la acidasa polipeptídica precursora (PC2), la isomerasa y los factores de adhesión tardíos.
3. Conversión mutua entre segmentos polipeptídicos:
Después del procesamiento, los péptidos GIP y GLP-1 se recombinan para formar el polipéptido GLP-1. Este proceso requiere el uso del péptido similar al glucagón 1 (GLP-1) como molde al que se combinan otros péptidos individuales para formar nuevos polipéptidos compuestos. Este proceso también requiere algunas enzimas y factores específicos, como la prohormona convertasa 1/3 (PC1/3) y la carboxipeptidasa E (CPE).
4. Secreción de GLP-1:
Una vez sintetizado y procesado el GLP-1, se almacena en el citoplasma y en las vesículas internas de las células endocrinas. Cuando son estimuladas por la dieta, las células endocrinas liberan GLP-1 y entran en la circulación sanguínea a través de microvasos. Este proceso está regulado y controlado a través de una serie de vías de transducción de señales, incluido cAMP-Ca2 másetcétera.
En definitiva, la biosíntesis de GLP-1 implica la acción conjunta de múltiples eslabones y factores. La combinación de biosíntesis y síntesis química puede proporcionar una mejor base y apoyo para la investigación y producción de GLP-1.
Método cinco, síntesis enzimática:
La síntesis enzimática es la síntesis de cadenas peptídicas mediante la catálisis de enzimas biológicas. En comparación con los métodos tradicionales de síntesis en fase líquida, la síntesis enzimática se puede realizar a temperatura ambiente y se puede seleccionar una amplia gama de materias primas. Las enzimas como la teta-líquido sintasa, AEP, ACE, etc. se utilizan normalmente para catalizar la síntesis.
En conclusión, los métodos mencionados anteriormente son métodos factibles para la síntesis de GLP-1. Diferentes métodos son adecuados para diferentes condiciones experimentales y entornos de producción farmacéutica.