Síntesis de péptidos


En química orgánica , la síntesis de péptidos es la producción de péptidos , compuestos en los que se unen múltiples aminoácidos mediante enlaces amida, también conocidos como enlaces peptídicos . Los péptidos se sintetizan químicamente mediante la reacción de condensación del grupo carboxilo de un aminoácido al grupo amino de otro. Las estrategias de grupos protectores suelen ser necesarias para evitar reacciones secundarias indeseables con las diversas cadenas laterales de aminoácidos. [1] La síntesis de péptidos químicos generalmente comienza en el extremo carboxilo del péptido (extremo C) y avanza hacia el extremo amino (extremo N). [2] La biosíntesis de proteínas (péptidos largos) en los organismos vivos ocurre en la dirección opuesta.

La síntesis química de péptidos se puede llevar a cabo utilizando técnicas clásicas en fase de solución, aunque estas han sido reemplazadas en la mayoría de los entornos de investigación y desarrollo por métodos de fase sólida (ver más abajo). [3] Sin embargo, la síntesis en fase de solución conserva su utilidad en la producción a gran escala de péptidos con fines industriales.

La síntesis química facilita la producción de péptidos que son difíciles de expresar en bacterias, la incorporación de aminoácidos no naturales, la modificación del esqueleto de péptidos / proteínas y la síntesis de D-proteínas, que consisten en D-aminoácidos .

El método establecido para la producción de péptidos sintéticos en el laboratorio se conoce como síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS). [2] Creado por Robert Bruce Merrifield , [4] [5] SPPS permite el ensamblaje rápido de una cadena de péptidos a través de reacciones sucesivas de derivados de aminoácidos sobre un soporte poroso insoluble.

El soporte sólido consta de pequeñas perlas de resina polimérica funcionalizadas con grupos reactivos (como grupos amina o hidroxilo) que se unen a la cadena peptídica naciente. [2] Dado que el péptido permanece unido covalentemente al soporte durante toda la síntesis, el exceso de reactivos y productos secundarios se puede eliminar mediante lavado y filtración. Este enfoque evita el aislamiento comparativamente lento del péptido producto de la solución después de cada paso de reacción, que sería necesario cuando se usa la síntesis en fase de solución convencional.

Cada aminoácido que se va a acoplar al extremo N-terminal de la cadena peptídica debe protegerse en su extremo N-terminal y en la cadena lateral utilizando grupos protectores apropiados como Boc (lábil en ácido) o Fmoc (lábil en base), dependiendo de la cadena lateral y la estrategia de protección utilizada (ver más abajo). [1]


Acoplamiento de dos aminoácidos en solución. La amina desprotegida de uno reacciona con el grupo ácido carboxílico desprotegido del otro para formar un enlace peptídico . En este ejemplo, el segundo grupo reactivo (amina / ácido) en cada uno de los materiales de partida lleva un grupo protector .
Formación de enlaces amida utilizando DIC / HOBt. [11]
HOBt
HOAt
Efecto de grupo vecino de HOAt
Reactivos de acoplamiento de péptidos a base de uranio
El poliestireno reticulado es el soporte sólido más común utilizado en SPPS.
Escisión del grupo Boc
Escisión del grupo Fmoc. El tratamiento de la amina protegida con Fmoc con piperidina da como resultado la abstracción de protones del grupo metino del sistema de anillo fluorenilo . Esto conduce a la liberación de un carbamato , que se descompone en dióxido de carbono ( CO 2 ) y la amina libre. También se genera dibenzofulveno . Esta reacción puede ocurrir debido a la acidez del protón fluorenilo , resultante de la estabilización del anión aromático formado. El subproducto dibenzofulvene puede reaccionar con nucleófilos.como la piperidina (que está en gran exceso), o potencialmente la amina liberada. [24]
Introducción del grupo protector Z a partir de la reacción con cloroformiato de bencilo (cloruro Z)