Tworzenie wiązania peptydowego

Wiązanie peptydowe

Wiązanie kowalencyjne
tworzone pomiędzy
kwasem karboksylowym i
grupą aminową dwóch α-
aminokwasów z
uwolnieniem jednej
cząsteczki wody.
Wiązania amidowe są
bardzo stabilne w
środowisku wodnym przy
pH≈7. W komórce
tworzenie i hydroliza
wiązań peptydowych
kontrolowane jest
enzymatycznie.

Występuje ono w dwóch formach izomerycznych: cis
i trans. W wiązaniu peptydowym wyróżnić można
dwie formy mezomeryczne, nadające wiązaniu
węgiel-azot częściowy charakter wiązania
podwójnego.

Efekt ten wzmacnia siłę wiązania oraz silnie hamuje
rotację wokół wiązania C-N, dzięki czemu wiązanie
jest płaskie. Możliwa natomiast jest rotacja wokół
wiązań z grupami bocznymi.

Sąsiednie wiązanie C-C i C-N są rzeczywistymi wiązaniami
pojedynczymi, co zapewnia możliwość rotacji, a tym
samym umożliwia fałdowanie się białek.

Najczęściej obiema cząsteczkami są α
aminokwasy naturalne. Wiązania peptydowe występują też
w polimerach syntetycznych zwanych poliamidami, w tym
przypadku jednak identyczne chemicznie wiązania są
nazywane wiązaniami amidowymi.

Synteza peptydów

Pierwszą udaną syntezę peptydu -
glicyloglicyny przeprowadzili w 1901 r.
E. Fisher i E. Fourneau.

Reakcja ta przez długi czas sprawiała
chemikom poważne trudności, których
przyczyną była obecność w każdym
aminokwasie aktywnych grup
aminowych i karboksylowych.
Tworzące się peptydy wchodziły w
dalsze reakcje i w ten sposób w
środowisku reakcji tworzyły się
mieszaniny wielu produktów, z których
trudno było wydobyć poszczególne
składniki.

Problem ten rozwiązano z pomocą czasowego

osłaniania funkcji aminowej aminokwasu
arylującego i karboksylowej aminokwasu

arylowanego. Osłony grup funkcyjnych dobiera się w

taki sposób, aby umożliwić ich selektywne lub

równoczesne usunięcie.

Niektóre estry aktywne popularnych N-

chronionych aminokwasów są odczynnikami

łatwodostępnymi. Inne przyrządza się przez

rozpuszczenie się N-chronionego aminokwasu w

odpowiednim rozpuszczalniku, dodaje się substratu,

z którego ma powstać ester i DCC. Po 2-3

godzinach aktywny ester jest gotowy do użycia.

Bez wyodrębniania miesza się go z aminoestrem i

pozostawia do utworzenia peptydu.

Boc-Val +

DCC

Boc-Val-ONp

Gln-ONBz

p-nitrofenol

ester p-nitrofenylowy Boc-Val

Boc-Val-Gln-ONBz

ester p-nitrofenylowy t-butyloksy-

karbonylowaliloglutaminy

4. Metoda na nośniku

stałym

W 1962 roku Merrefield

opracował nową strategię

syntezy chemicznej

peptydów i białek (Nagroda

Nobla 1984r.). Metoda ta

polega na tym, że pierwszy

aminokwas wiąże się

kowalencyjnie swą grupą

karboksylową z

nierozpuszczalnym

polimerem, a następnie

syntezuje się cały łańcuch

peptydowy krok po kroku od

C-końca.

Polimery używane w SPS

Najczęściej stosowanym nośnikiem stałym jest

kopolimer styrenu i diwinylobenzenu.

Diwinylobenzen zapewnia usieciowanie

polimeru, czyli mostki między łańcuchami.

Stopień usieciowania można kontrolować

poprzez zmianę ilości diwinylobenzenu

biorącego udział w procesie polimeryzacji. Do

syntezy peptydów stosuje się polimer luźno

usieciowany (1-2%), tak aby rozpuszczalniki i

substraty mogły swobodnie wnikać do wnętrza

perełek wykonanych z takiego materiału.

Zalety syntezy na nośniku

stałym:

• skrócony całkowity czas syntezy
•  łatwość izolacji produktu (filtracja)
•  możliwość automatyzacji
•  wysoka efektywność syntezy

Znaczną wadę w początkowym etapie rozwoju
syntezy na nośniku stanowił problem otrzymywania
czystych peptydów. Wynikało to z braku ilościowego
przebiegu reakcji przyłączania i odblokowywania
aminokwasów na poszczególnych etapach syntezy.

Bibliografia

 Shawn Doonan, Białka i peptydy, wyd. naukowe

PWN , Warszawa 2008

 H. D. Jakubke, H. Jeschkeit, Aminokwasy ,peptydy

,białka, wyd. naukowe PWN, Warszawa 1982

 http://en.wikipedia.org/wiki/Peptide_synthesis
 J. McMurry Chemia Organiczna 4, wyd. PWN

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ !!!!

Document Outline