Химический синтез пептидов – конденсация аминокислот с элиминированием молекулы воды и образованием пептидной связи

Химический синтез пептидов и полипептидов

Пептидный синтез, казалось бы, можно свести к реакции конденсации с отщеплением воды от двух молекул аминокислот или пептидов. Однако на практике все намного сложнее.

Смешивание водных растворов двух аминокислот – одной с непротонированной (потенциально нуклеофильной) аминогруппой и второй с протонированной карбоксильной группой (потенциально электрофильный центр) – при комнатной температуре привело бы только к образованию соли. Поэтому, с химической точки зрения, гидроксильный компонент карбоксильной группы следует превратить в хорошую уходящую группу. С энергетической точки зрения, следует активировать карбоксильную группу для компенсации работы, затрачиваемой при образовании пептидной связи.

Другая проблема, возникающая на пути успешного получения полипептида, – это обеспечение специфичности при синтезе, т. е. последовательного присоединения аминокислот. Природные пептиды и белки – это полиамиды с определенной аминокислотной последовательностью. Самое незначительное изменение ее приводит к нарушению или даже полному исчезновению биологической активности полипептида. Поэтому химики, приступающие к синтезу полипептида, должны не только знать структуру синтезируемого гетерополимера, но и правильно выбирать стратегию синтеза для его получения.

Осуществление эффективного пептидного синтеза требует: а) создания различия между аминокомпонентом (аминокислота, участвующая своим атомом азота в образующейся пептидной связи) и карбоксикомпонентом (аминокислота, участвующая своей карбонильной группой в образующейся пептидной связи); б) активации последней так, чтобы образование связи между аминокислотами протекало эффективно и в условиях, обеспечивающих сохранение оптической чистоты синтезируемого пептида; в) в связи с проведением синтеза в органической среде решения проблемы крайне низкой растворимости природных -аминокислот путем преодоления

цвиттер-ионного характера реагирующих аминокислот

Схема синтеза пептидов