固相合成

ソース: Vy 雅洞とダイアン ル、化学、カリフォルニア大学アーバイン校、カリフォルニア州部

メリフィールドの固相合成がノーベル賞を受賞した発明反応物分子が固体支持体にバインドされているし、目的の化合物を形成する一連の化学反応を経る。分子は固体のサポートにバインドされて、余分な試薬および副産物は、ターゲット化合物の樹脂にバインドされたまま、不純物を洗い流すことによって削除できます。具体的には、固相ペプチド合成 (SPP) この概念を示すための例を紹介します。

固相合成法は、分子の合成を効率化するために使用方法です。コンビナトリアル ・ ケミストリー (時間の短い期間で分子の数が多いを準備するために使用する手法) で使用される多くの場合、ライブラリの生成する化合物の精製、および全体的な化学合成の容易さのため。固相合成は通常、樹脂の使用を含む開始の建物 blockcan 簡単にバインド、pre-functionalized、非水溶性ポリマー系素材。ビルディング ブロックは、樹脂の上に追加され、deprotected しソリューション (図 1) に次の必要なビルディング ブロックで処理を簡単にすることができます一度に一般的に保護されています。目的の分子を総合すると、一度、樹脂から簡単に切断することができます。

堅牢なので、核酸、糖、オリゴ糖、最も一般的に、ペプチドを合成する固相合成を使用されています。発見し、1963 年にロバート ・ メリフィールドによって報告された、SPP ペプチド ライブラリを生成する最も広く利用された方法となっています。メリフィールドは、SPP の発明 1984年ノーベル賞を受賞しました。SPP は fmoc 保護 (基本敏感な) または Boc (機密性の高い酸) の利点を取ることができる簡単にN-アミノ酸を短時間でペプチドのライブラリを構築するためのグループを保護します。HBTU (結合剤) と私-Pr₂エタネルセプト (ベース) は、 Cをアクティブに-別のアミノ酸との結合アミノ酸の終点。Boc グループの保護はトリフルオロ酢酸など強い酸によって削除できる間、4-methylpiperidine、によって fmoc 保護グループの保護を削除できます。この実験では、ジペプチドの合成を介して SPP を示します。反応の進行を監視するのにカイザー テスト、質的研究法の第一級アミンの存在をテストするのに使用します。

図 1。固相ペプチド合成 (SPP) の背後にある概念。

1. 樹脂の読み込み

1. 100 mL ペプチド合成容器 2 chlorotrityl 塩化 (CTC) 樹脂 (1.1 ミリ モル/g、0.360 g、0.400 mmol) を追加します。N の下で 30 分間、膨張するようにし、20 mL DMF 追加_2.
2. 真空下でビーズをドレインし、10 mL の DMF を追加します。
3. 500 mg fmoc 保護翼 OH を追加 (1.60 m モル) と 2.5 mL i -Pr₂エタネルセプトと N₂ 15 分のミックス。
4. 真空下で溶媒をドレインし、15 分間 fmoc 保護翼ああで読み込みを繰り返します。
5. 真空下で溶媒をドレインし 10 ml DMFunder N₂ビーズを洗浄し、真空 3 下でドレイン x。

2. 難病 fmoc 保護グループ

1. DMF で 10 mL 20 %4 methylpiperidine を追加して 15 分間 N₂の下でビーズをかき混ぜます。
2. 真空下で溶媒をドレインし、難病を繰り返します。
3. 3、真空下で N₂ドレイン下 10 mL DMF でビーズを洗う x。

3. カイザー テストを実行します。

1. カイザー テストを実行 1-2 滴の溶液 (0.5 mL 0.01 M KCN、24.5 mL ピリジン)、ソリューション B を追加 (1 g ニンヒドリン、20 mL のn-ブタノール)、およびソリューション C (20 g のフェノール、10 mL のn-ブタノール) 2 つの試験管にそれぞれ。他は反応を監視しながら、1 つのテスト チューブはコントロールになります。
2. 反応試験管と 110 ° c. に 2 つの試験管を加熱する反応容器から樹脂のいくつかのビーズを追加します。
3. 難病が完了すると、試験管の内容は濃い青/紫の色になります。難病が不完全または障害が発生した、ソリューションが黄色のままになります。コントロール テスト チューブと反応テスト チューブを比較します。

4. 次のビルディング ブロックの結合

1. 真空下で溶媒をドレインします。
2. 10 mL のNとビーズを洗う-メチル-2-ピロリドン N₂真空下で溶媒を下水管の下。
3. 次の結合を開始する追加 10 mL NMP、620 mgFmoc Phe-オハイオ州 (1.6 モル)、610 mg HBTU (1.6 モル) と 2.5 mLi -Pr₂エタネルセプト、バブルの N₂ 30 分の下に樹脂ができ。
4. 真空下で溶媒をドレインします。
5. 3、真空下で N₂ドレイン下 10 mL DMF でビーズを洗う x。
6. カイザーを実行 (手順 3.1 3.3 参照) をテスト カップリングの完成を見る。ビーズや試験管でのソリューションは、黄色いはずです。

5. 樹脂をペプチドの切断

1. 2.1 2.3 の手順を使用して残りの fmoc 保護グループを切断します。
2. 真空下で溶媒を排出後は、ガレージと 3 h の N₂バブル 40 mL 胸の谷間ソリューション (95 %tfa、2.5% H₂O、2.5% のヒント) を追加します。
3. ペプチド合成装置に新しい受信フラスコを置き、新しいフラスコに真空下で目的のペプチドを含む theTFA 溶液を排水します。

6. 沈殿物とペプチドの solation

1. 4 円錐バイアルに TFA 溶液を分離し、ペプチドを沈殿させる各バイアルに 25 mL の冷たいエーテル (− 20 ° C) を追加します。
2. 遠心分離機のバイアル (3,000 rpm、0-4 ° C) 20 分の円錐形の瓶から残りの TFA とエーテルの溶液を捨て、白色固体として必要なジペプチドを余裕にペプチド沈殿物に集中します。

固相ペプチド synthesisfor の手順 3 の代表的な結果。

手順	ソリューションの色
3.1	制御 - クリア、淡黄色 反応-オフ、淡黄色
3.2	制御 - クリア、淡黄色 反応-ダークブルー
3.3	暗い青ソリューション、ビーズ青-完全な脱保護または結合に失敗しました 無色、ビーズ黄色-脱保護に失敗しましたまたは完全な完了 無色の溶液ビーズ赤-不完全な結合または不完全な脱保護

テーブル 1。代表の結果 Procedure 3.

この実験では、ジペプチドの合成を介して SPP を介して固相合成の例を示しています。

化合物高速スクリーニングのためのライブラリを構築するため、固相合成はコンビナトリアルケミストリーで使用されています。それは、ペプチド、オリゴ糖、核酸を合成する一般的に使用されています。さらに、この概念は、化学合成で実装されています。異種だ、これらの固体サポート試薬しばしばリサイクルし、それに続く反作用で再利用できます。