Cтраница 1
Азидный метод особенно ценен тем, что в общем случае он свободен от рацемизации при проведении реакции только в мягких щелочных условиях, а также поскольку количество защитных групп в полифункциональных боковых радикалах сведено к минимуму. Гидроксигруппы ( серина, треонина и тирозина) и боковые цепи ( аспарагиновая и глутаминовая кислоты), а также концевые кар-боксигруппы аминокомпоненты в процессе пептидного синтеза, проводимого в частично водной среде, могут оставаться незащищенными. [1]
Азидный метод [232], введенный в пептидную химию Курциусом в 1902 г., до сих пор является одним из наиболее широко применяемых способов образования пептидной связи. [2]
Азидный метод и в настоящее время имеет большое практическое значение благодаря ряду преимуществ: это малая степень рацемизации, возможность введения в реакцию серина и треонина без защиты гидроксиль-ной функции, а также разнообразные возможности, открываемые применением N-защищенных гидразидов. [3]
Азидный метод образования пептидной сиязи, хотя и сопровождается нек-рыми побочными процессами ( в основном подавляемыми при темп - pax от - 10 до 5 С), выгодно отличается от всех остальных методов активации карбоксильных групп практически полным отсутствием рацемизации. Прочие методы могут, однако, применяться для активации аминокислот и пептидов с N-защптой уретанового типа, а также пептидов с С-концевымп группами глицина и пролвна, устойчивого к рацемизации. [4]
Азидный метод образования пептидной связи, хотя и сопровождается нек-рыми побочными процессами ( в основном подавляемыми при темп - pax от-10 до 5 С), выгодно отличается от всех остальных методов активации карбоксильных групп практически полным отсутствием рацемизации. Прочие методы могут, однако, применяться для активации аминокислот и пептидов с N-защитой уретанового типа, а также пептидов с С-концевыми группами глицина и пролина, устойчивого к рацемизации. [5]
В настоящее время азидный метод считается одним из лучших методов, при использовании которого рацемизация происходит в минимальной степени. [6]
Из наиболее употребительных методов надо назвать азидный метод, метод смешанных ангидридов карбоновых и алкилугольных кислот, метод активированных эфиров и, наконец, карбодиимидный метод, который в своей модифицированной форме ( карбодиимид с добавками) наиболее широко используется в синтезах. Именно эти методы подробно обсуждаются ниже. Будут упомянуты еще некоторые методы, имеющие теоретический интерес, а также методы, которые употребляются только в особых случаях. [7]
Предложенный Курциуоом в 1902 г. / 467 азидный метод на протяжении 80 лет остается важнейшим опоообом конденсации дри синтезе пептидов. Долгое время очиталось, что азидяая конденсация фрагментов пептидов протекает без рацемизации. Однако в 4970 г. было показано, что при конденсации пептидных блоков в присутствии избытка триэтиламина рацемизация идет; она особенно растет, если С-концевым остатком является гиотидин. При тщательном контроле условий реакции и применении - зтилморфолина вместо триэтиламина азидный метод дает минимальную рацемизацию. [8]
Другой, в настоящее время уже частично оставленный способ получения небольших количеств бария в самих приборах - это так называемый азидный метод, при котором барий получают термическим разложением азида бария ( BaN6) примерно при 120 С. Из-за исключительной ядовитости и взрывчатости азотисто-водородной кислоты процесс можно проводить только в герметично закрытой стеклянной аппаратуре ( с соединениями на шлифах) в вытяжном шкафу270 при малых количествах реагирующих веществ. В этом состоянии или же при увлажнении 10 % воды он не взрывчат. [9]
Однако с введением легко элиминирующейся защитной карбо бензовсигруппы азидный метод приобрел значение и был успешно использован Бергманом в синтезе модельных пептидов, необходимых для энзиматических исследований. Как теперь выяснилось ( Баланд, 1963), это единственный синтетический метод, в котором не проходит рацемизация пептидных компонентов. Так, Янг ( 1960) осуществил синтез этилового эфира М - ацетил - / - - лейцилгли1ц1И1на различными методами и не обнаружил рацемизации при использовании азидного метода. [10]
В случае больших молекул минимальная защищенность боковых радикалов может создать растворимость более благоприятную для процедуры очистки, однако в этом случае реакции образования пептидной связи следует проводить в мягких условиях и обеспечивать их высокую избирательность. В синтезах, включающих сшивку минимально защищенных фрагментов, часто используется азидный метод. [11]
Другой подход к синтезу полипептидов, обладающий рядом преимуществ по сравнению с описанным выше, состоит в последовательном наращивании пептидной цепи, начиная с С-кон-цевой аминокислоты, путем постепенного присоединения к последней N-защищенных аминокислот. В этом случае наиболее широкое применение находит метод п-нитрофениловых эфиров, хотя хорошие результаты получаются и при использовании кар-бодиимидного метода, а в тех случаях, когда п-нитрофениловый эфир какой-либо N-защищенной аминокислоты не может быть получен, применяется азидный метод. Обычно карбоксильный компонент берется в избытке, поскольку его легче отделить от продукта реакции, чем разделить два пептида с практически одинаковой длиной цени. В то же время некоторые исследователи считают, что существенным недостатком второго подхода к синтезу пептидов является большая затрата времени. [12]
Сакакибара и Наган [1900] указывали, что азидный метод имеет определенные преимущества перед методом смешанных ангидридов с изовалериановой кислотой как с точки зрения выхода, так и с точки зрения чистоты продукта реакции ( ср. Вероятность рацемизации в случае пролина минимальна. Поэтому схемы синтеза биологически активных полипептидов строят обычно таким образом, чтобы пролин был С-концевой аминокислотой во фрагментах, соединяемых пептидными связями на последних этапах синтеза. [13]
Сакакибара и Нагаи [1900] указывали, что азидный метод имеет определенные преимущества перед методом смешанных ангидридов с изовалериановой кислотой как с точки зрения выхода, так и с точки зрения чистоты продукта реакции ( ср. Вероятность рацемизации в случае пролина минимальна. Поэтому схемы синтеза биологически активных полипептидов строят обычно таким образом, чтобы пролин был С-концевой аминокислотой во фрагментах, соединяемых пептидными связями на последних этапах синтеза. [14]
Известные в структурной химии белка способы ферментативного и химического расщепления пептидной цепи и разделение образующихся в результате фрагментов с помощью хроматографическои техники позволяют получать гомогенные пептидные блоки. Зашитные группы при полусинтезе выбираются таким образом, чтобы их введение сохраняло способность производных растворяться в водных и водно-органических растворах. При сборке нужной последовательности из подготовленных пептидных блоков чаще всего используются такие методы, как DCC / HOBt, DCC / HOSu, а также азидный метод и метод активированных эфиров. Особое внимание уделяется при этом проблеме рацемизации. [15]