157415. lajstromszámú szabadalom • Eljárás peptidek és azok származékainak szabályozott szintézisére
157415 3 4 az enzimek azon részeinek funkcióiról, amelyek látszólag nem játszanak szerepet az anzimatikus reakciókban. Még egyetlen enzimet sem szintetizáltak kémiai úton. A jelenleg rendelkezésre álló módszerek teljesen alkalmatlanok arra, hogy betekintést nyújtsanak ezekbe a kémiai szerkezettel és a biológiai aktivitással összefüggő problémákba, minthogy nem használhatók fel sok évi erőfeszítést igénylő befektetés nélkül a természetben előforduló, fiziológiailag aktív anyagok nagyszámú és változatos analógjainak előállítására, amelyekre szükség lenne az ilyen betekintés nyeréséhez. Ilyen ismeretekkel a betegségek kezelését sokkal ésszerűbb alaprra lehetne helyezni. Bár számos szintetikus módszert javasoltak, a polipeptidek szintézisére mostanáig nem találtak ideális módszert. Nem sikerült kidolgozni olyan eredményes módszert a szintézisre, amely lehetővé tenné az egymást követő peptid-kötések kialakítását növekvő peptid-láncban, és amely lehetővé tenné a védőcsoport szelektív eltávolítása gyakran nehéz lépésének kiküszöbölését anélkül, hogy szükség lenne minden egyes következő lépés közbenső termékeinek az elkülönítésére. A mostanáig ilyen célra alkalmazott módszerek fárasztók, költségesek és időtrablók voltak. Egy egyszerű dipeptidnék két különböző aminosav reakciója útján való kialakításához a legjobb ismert módszerek teszik az egyik aminosav amino-csoportjának és a másik aminosav karboxil-csoportjának a lekötését védőcsoporttal, úgyhogy olyan szelektív reakció játszódhasson le, amely csupán a kívánt dipeptidet szolgáltatja a négy lehetséges termák közül. Ezen túlmenően a reagáltatandó karboxil-csoport általában aktiválást kíván savhalogeniddé vagy egyéb olyan módosulattá való átalakítás útján, amely reakcióképesebb, mint a karboxil-csoport. Ezután a két molekulát kondenzálják a dipaptid kialakítása céljából, és végül a védőcsoportdkart eltávolítják. A reakciók tehát szükségessé teszik (1) a védőcsoportok felvitelét, (2) a karboxil-csoport aktiválását, (3) kondenzálást és (4) a védőcsoportok eltávolítását. Az egész eljárást meg kell ismételni ahhoz, hogy még egy aminosavat adhassanak a dipeptidhez, és egymást 'követően újabb és újabb ismétlés szükséges további aminosav-szegmensek hozzáadásával. Ezen túlmenően a valóban értékes tanulmányozást lehetővé tevő polipeptidek előállításához rendszerint arra van szükség, hogy elkerüljék az aminosavak és peptidek raeemizálódását e reakciók alatt, és így optikailag tiszta termékeket állítsanak elő. Ha ezt a racemizálódási problémát azzal a ténnyel együtt vesszük szemügyre, hogy a peptid-szintézisek bruttó kitermelése nagyon alacsony, továbbá, ha azt a tényt is fontolóra vesszük, hogy 1026 -nál több olyan lehetséges polipeptid van, amely csupán húsz különböző aminosav-szegmenst tartalmaz, kevéssé lehet csodálni, hogy az ilyen termékek ismert jelentősége ellenére a gyakorlatban csak nagyon kevés nagy polipeptidet és egyszerű proteint állítottak elő. A már előállított ilyen termékek szintézise számos emberi munkaévet igényelt. Az inzulin szintézisén az egész világon számos tudós csoport dolgozott, és az eredményes szintézis az egyik ilyen csoport tíz évi erőfeszítésének eredménye volt. Egy módszer, amely jelentős figyelmet nyert homopolirnerek, így változó molekulasúlyú pöliglutaminsav és polialanin, valamint vaktában elrendezett aminosav-szegmensekkel rendelkező hete'Fopolimerek szabályozatlan szintézise terén, az N-'karboxianhidrid elj amelyet az alábbiakban NCA módszerként említünk. Ezeket a polimerizációs reakciókat szerves oldószerekben folytattak le, katalitikus mennyiségű bázist használva. Az előállított termékek egyes fizikai tulajdonságaik tekintetében némileg emlékeztetnek a természetes proteinekre, azonban nincs gyakorlati értékük a proteinek kémiai és fizikai tulajdonságainak tanulmányozása szempontjából. Emellett ezek az eljárások nem alkalmazhatók ismert szerkezetű és molekulasúlyú és a peptid-láneban előre meghatározott helyzetben specifikusan meghatározott aminosavakat tartalmazó heteropeptidek előállítására. Egyes kutatók azt gondoltak, hogy — a homopeptidek könnyen kialakíthatók lévén — az NCA módszer alkalmazható heteropeptidek ellenőrzött lépcsőzetes szintézisére is. A gyakorlatban már korán megkísérelték e módszer adaptálását szerves oldószerekben a kis molekulasúlyú heteropeptidek szintézisére. A módszert azonban sohasem alkalmazták vizes közegekben heteropeptidek olyan szabályozott, lépcsőzetes szintézisére, amelynek során két vagy több aminosavat adták volna egymást követő lépésekben növekvő peptid-ilánchoz. Azok, akik az "ilyen egymást követő reakciókat javasolták, gyakorlatilag azt a következtetést vonták le, hogy a polipeptideik lépcsőzetes szintézise az NCA módszerrel nem lehetséges, mert a fő reakció és a mellékreákció viszonylagos sebességeit nem lehet szabályozni. Azt találtuk, hogy az NCA módszert fel lehet használni heteropeptidek előállítására. E módszer szerint először egy kiindulási aminosavat N-karboxi-aminosavanhidriddé alakítunk. Ennek az átalakításnak két előnye van: védi az aminocsoportot, és egyidejűleg aktiválja a karboxil-csop'ortot. Ezután az anhidridet egy másik aminosavval vagy peptiddel reagáltatjuk, és így N-karboxi-dipeptidet vagy magasabb peptidet alakítunk ki, amely dekarboxilezéskor a kívánt vegyületté alakul. Szerves oldószerekben, bázis jelenlétében az ilyen dekarboxilezés olyan könnyen megy végbe, hogy a reakciókat nem lehet szabályozni, aminek az a következménye, hogy polimerek és egyéb 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
