Твердофазна СИНТЕЗ

,

методич. підхід до синтезу оліго (поли) меров з використанням твердого нерозчинного носія (Н.), що представляє собою орг. або неорг. полімер. Т. е. Заснований на тому, що перша ланка майбутнього олигомера ковалентно закріплюється на "якірної" групі Н., нарощування ланцюга проводиться стандартно захищеними мономерами за звичайними схемами, використовуваним для синтезу в розчинах. На укладе. етапі синтезується. олигомер отщепляется від Н. і очищається відповідними методами. Т. с. застосовують в осн. для отримання поліпептидів, оліго- нуклеотидів і олігосахаридів.

При синтезі поліпептидів в якості Н. наиб. широко використовують сополімер стиролу і 1-2% дивинилбензола, модифікований введенням діметоксібензілхлорідной якірної групи для приєднання першої амінокислоти (з захищеною групою NH 2 ) по С-кінця, напр. :

Після видалення N-захисної групи нарощування поліпептидного ланцюга проводять стандартними методами пептидного синтезу в розчині (див. Пептиди). Як конденсують агентів наиб. часто використовують карбодиїмідів або попередньо перетворюють амінокислоти в активир. ефіри.

При синтезі олігонуклеотидів як Н. використовують макропористі скла або силікагель. Якірної групою служить карбоксильная група, відокремлена від пов-сті Н.спец. "ніжкою", напр. :

В-пуриновое або пірімідіковое підставу

На першій стадії нуклеозид приєднують до носія по 3'-гідроксильної групі дезоксирибози, у до-рій гідроокис-сильна група в положенні 5 'захищена діметоксітрі-тільной групою (СН 3 ОС 6 Н 4 ) 2 6 Н 5 ) С (DMTr) ; кол-во останньої після її відщеплення легко вимірюється спектро-фотометричним, що служить кількостей. характеристикою завантаження носія і дозволяє оцінити виходи на наступних стадіях нарощування олігонуклеотидних ланцюга. Після видалення групи DMTr збірку ланцюга здійснюють за допомогою фосфітамідов (ф-ла I; M. Kapoзерс, 1980) або фосфонатов (гідрофосфонатов) (II; Р. Стремберг, 1986):

Для здійснення Т. с. необхідні високі виходи (на рівні 96-99%) на кожній стадії р-ції, а також ефективні методи очищення і виділення синтезується. з'єднань.

Використання твердої фази дозволяє істотно спростити і прискорити проведення кожної стадії нарощування ланцюга олігомеру, оскільки відділення надлишку компонентів, конденсують агентів і побічних продуктів, що знаходяться в розчині, досягається фільтруванням реакц. суміші та відмиванням Н. відповідним набором р-рите-лей. Т. обр. , Процес складання ланцюга олігомеру розпадається на ряд стандартних операцій: деблокування зростаючого кінця ланцюга, дозування чергового захищеного мономера і конденсується агента, подача цієї суміші на колонку з Н. протягом розрахованого часу і відмивання Н. відповідним р-телеглядачам. Цикл нарощування мономерного ланки м. Б. автоматизований.

В основі автоматичним. пром. синтезаторів лежить загальна принципова схема (див. рис.). Багаточисельних. моделі синтезаторів різняться конструкцією колонок і їх кол-вом, способом подачі реагентів і р-телеглядачам і ін.Управління та програмування здійснюють за допомогою вбудованого або винесеного комп'ютера.

Принципова схема пристрою автоматичним. пром. синтезаторів (елект. лінія управління позначена пунктиром): 1 -лінія подачі мономерів (М 1 , М n ) і конденсується агента (КА); 2-лінія подачі реагентів (напр., Окислювачів, ацілірующіх агентів, к-т та ін.) І р-телеглядачам (P 1 , Р n ); 3 - переключають клапани; 4-колонка з носієм, забезпечена розподілить. клапаном; 5-фотометріч. комірка; 6-вимірювач; 7-блок управління і програмування; 8-дисплей.

Потенційні можливості Т. е. Були продемонстровані синтезом рибонуклеази А (Р. Мерріфілд, 1969) і гормону росту людини (Д. Ямашіро, 1970) довжиною 124 і 183 амінокислоти відповідно. Однак у зв'язку з невеликою, але постійної рацемізації, яка відбувається при утворенні пептидного зв'язку, синтезуються. білки мають низьку біол. активністю, тому автоматичним. синтезатори використовуються гл. обр. для отримання коротких поліпептидів (10-30 ланок), в т. ч. для препаратівного синтезу білка (1г).

Т. е. запропонований і введений в практику Мерріфілд (1962) для синтезу поліпептидів, а потім поширений на синтез олігонуклеотидів (Р. Летзінгер, 1964) і олігосахаридів (А. Патчорнік, 1973).

Існує ін. Важливий аспект використання Н. для проведення мн. орг. р-ций (ацилирование, галогенирование, конденсація і т. д.). В цьому випадку модифікується. Н. виступає в ролі полімерного реагенту або каталізатора, а все перетворення субстрату відбуваються в розчині. Напр. , Р-цію фосфатів ROP (O) (OH) 2 зі спиртами проводять з використанням в якості конденсирующего агента зшитого полістиролу, модифікованого сульфохлорідной групою.

Літ. : Хімія поліпептидів, пров. з англ. , М., 1977; Polyner-supported reactions in organic synthesis, ed. by P. Hodge, D. C. Sherrington, Chichester, 1980; Oligonucleotide synthesis, A practical approach. Wash. , 1984. B. K. Потапов.


Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.