GLP-1(링크:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/glp-1-peptide-cas-87805-34-3.html)는 30개의 아미노산으로 구성된 폴리펩타이드 호르몬이다. GLP-1에 대한 심층 연구를 통해 점점 더 많은 합성 방법이 개발되었습니다. 이 기사에서는 현재 알려진 GLP-1의 합성 방법을 체계적으로 소개합니다.
방법 1, 고상 합성:
고체상 합성은 펩타이드 및 단백질 합성에 널리 사용되는 방법이며 GLP-1 합성에도 일반적으로 사용됩니다. 고상 합성에서 코어 구조는 첫 번째 아미노산을 수지에 연결하여 형성됩니다. 다음으로, 다음 아미노산이 순서대로 첨가되고 적절한 축합제와 화학적으로 반응합니다. 마지막으로 수지에서 폴리펩타이드를 절단하여 표적 생성물을 얻을 수 있다.
고체상 합성의 중요성은 펩타이드 합성의 자동화 및 대규모 생산이 가능하다는 점입니다. 현재 주류 고체상 합성 방법에는 Fmoc 및 Boc가 포함됩니다. 그 중 Fmoc법은 N-Fmoc 보호기를 사용하여 펩타이드를 보호하고, Boc법은 tert-부틸옥시카보닐을 사용하여 카르복실기를 보호한다.
방법 2, 액상 합성:
액상 합성은 반응물을 액상에 넣어 반응시키는 전통적인 펩타이드 합성 방법입니다. 액상 합성의 장점은 반응 조건이 온화하고 민감한 화학 구조의 수정에 적합하다는 것입니다. 그러나 반응물이 너무 많아 정제 공정이 상대적으로 번거롭다. 액상 합성의 화학 반응에는 다음이 포함됩니다.
1. 응축 반응:
축합 반응은 펩타이드 합성에서 가장 기본적인 반응 중 하나로, DCC, HOBt와 같은 축합제에 의해 개시된 카르복실기가 아실화 반응을 통해 아미노산의 아미노기와 연결된다. 반응 조건이 온화하고 수율이 높다.
2. 제거 반응:
제거 반응은 NaBH4 및 기타 환원제에 의해 메티오닌을 디티올로 환원시켜 불활성화시키는 것입니다. 반응은 염기성 조건에서 수행되어야 합니다.
3. 보호기의 제거:
펩타이드 사슬에서 아미노산의 다른 기능으로 인해 보호를 위해 다른 보호 그룹이 사용됩니다. 합성이 완료되면 보호기를 제거해야 합니다. Fmoc 방법의 경우 일반적으로 피페리딘을 사용하여 Fmoc를 제거합니다. Boc 방법의 경우 TFA를 사용하여 Boc를 제거합니다.
방법 3, 화학 합성:
GLP-1는 중요한 생물학적 활동을 하는 폴리펩타이드 호르몬입니다. 그 합성은 다양한 방법으로 실현될 수 있으며, 그 중 화학적 합성이 가장 일반적으로 사용되는 방법 중 하나이다. 화학 합성의 장점은 고순도의 목적 제품을 생산할 수 있어 대량 생산에 적합하다는 점이다. GLP-1의 화학 합성 방법과 자세한 단계는 아래에서 소개합니다.
1. 합성 경로 및 보호기 선택:
GLP-1 분자는 21개의 L형 아미노산과 15개의 D형 아미노산을 포함하여 36개의 아미노산으로 구성됩니다. 합성을 하기 전에 적절한 합성 경로를 선택하고 합성 조건에 따라 해당 보호기를 선택해야 합니다. Fmoc 고상 합성은 일반적으로 자동화된 대규모 합성에 사용됩니다. 이 방법은 보호기로 N-9-fluoroimido carboxyl protection(N-Fmoc)을 사용하며 특정 부위의 보호를 보장하기 위해 적절한 2차 보호기(예: tert-부틸 또는 메틸)를 선택해야 합니다. 새로운 아미노산이 추가될 때마다 먼저 Fmoc 보호기를 제거한 다음 다음 아미노산의 보호된 결합 물질을 추가해야 합니다.
2. 핵심 아미노산 서열의 합성:
GLP-1의 핵심 서열은 주요 세린과 4개의 프롤릴-글루탐산 디펩티드 서열을 포함하여 21개의 아미노산으로 구성됩니다. 고상 합성에서 코어 시퀀스의 합성은 다음 단계로 나눌 수 있습니다.
2.1. 고상합성수지에 아세트산카바메이트(Fmoc-NH-CH2CO2Et)와 2-Cl-Trt-Cl을 첨가하고 DIC/NMM 커플링제로 축합반응시킨다.
2.2. 그룹 반응을 탈보호하여 Fmoc 보호 그룹을 제거합니다.
2.3. 다음 아미노산을 추가하고, core sequence가 합성될 때까지 순서대로 1단계와 2단계를 반복합니다.
2.4. 고상 수지에 펜타펩티드 구조의 형성. 고체상 수지에 아세탈화 시약을 첨가하고 N-말단 인식제(예: HBTU)와 반응하고 세린의 측쇄 보호기를 보조 환원제로 첨가한 다음 Fmoc 보호기를 제거합니다.
2.5. Bacillus subtilis transferase(ProTide)의 촉매 작용 하에 펜타펩티드 구조는 세린 요오도아세테이트의 전구체와 교환 반응을 합니다.
3. 나머지 아미노산 서열의 합성:
core sequence의 합성을 완료한 후 L-type과 D-type 아미노산을 포함한 나머지 아미노산을 계속 첨가해야 합니다. 이러한 아미노산의 추가는 코어 시퀀스에서 시작하여 시퀀스의 다음 아미노산을 추가하고 해당 축합제를 사용하여 완전한 GLP-1 폴리펩티드 분자가 합성될 때까지 화학 반응을 수행해야 합니다. 이 과정에서 필요에 따라 적절한 보호기를 선택하고, 반응, 보호기 제거, 아미노산 첨가 단계를 순차적으로 수행해야 한다.
4. 수산화나트륨 처리:
모든 아미노산이 첨가된 후, 불완전하게 합성된 펩타이드 사슬이 고상 수지에 형성되며 완전히 형성된 펩타이드 분자를 형성하기 위해 처리되어야 합니다. 먼저, 미성형 펩타이드를 수산화나트륨으로 가수분해하여 원래 수지에 부착되어 있던 C-말단 카르복실기가 수지에서 탈리되고 보호기가 수중에서 탈리된다. 가수분해 반응 후 목적 생성물이 얻어진다.
5. 침전 및 세척:
처리 후 가수분해된 용액을 산으로 처리하여 목적물을 침전시킨다. 다음으로, 펠렛을 물에 재현탁한 후, 집중 세척하여 불순물을 제거하였다.
6. 정화:
최종 단계는 일반적으로 고성능 액체 크로마토그래피를 사용하여 원하는 제품을 정제하는 것입니다. 이 과정에서 질량 스펙트럼에서 용액의 피크를 감지하여 제품의 순도를 결정할 수 있습니다. 요컨대, GLP-1의 화학적 합성은 최종적으로 활성 표적 생성물을 얻기 위해 여러 차례의 복잡한 반응과 엄격한 정제 과정을 필요로 합니다.
방법 4, 생합성:
GLP-1는 인슐린 분비 촉진, 식욕 억제, 체중 감소, 인슐린 감수성 유지 등 다양한 생리적 작용을 하는 중요한 폴리펩타이드 호르몬이다. GLP-1의 생합성 방법은 주로 L 세포에 의해 합성된다. 췌장샘에 존재하며, 식이 섭취에 따라 합성률이 조절됩니다. 자세한 단계는 다음과 같이 소개됩니다.
1. 합성 전 준비 작업:
GLP-1의 생합성 전에 사용되는 세포 유형 결정, 배양 조건 설정 및 적절한 촉매 효소 선택을 포함하여 몇 가지 준비 작업을 수행해야 합니다. L 세포는 GIP(글루카곤 유사 펩타이드 1) 및 GLP-1의 두 가지 호르몬 전구체를 포함하기 때문에 GLP-1 합성의 주요 공급원입니다. L 세포는 토끼 또는 생쥐의 장 상피에서 분리할 수 있습니다. 생합성을 하기 전에 세포는 충분한 수로 배양되어야 하며, 충분한 영양분과 적절한 배양 조건이 제공되어야 합니다. 또한 반응을 촉진하기 위해서는 적절한 촉매 효소를 선택하는 것이 필요하다.
2. 전구체의 합성 및 처리:
GLP-1의 생합성은 주로 L 세포에서 일어나며, 그 전구체는 GIP와 GLP-1 두 가지 호르몬으로 구성된다. 내분비 세포에 들어간 후 GIP 및 GLP-1는 단백질 분해 효소에 의해 처리되어 개별 펩타이드로 절단됩니다. 전구체 폴리펩티드 산성효소(PC2), 이성질화효소 및 후기 접착 인자를 포함하여 일련의 효소와 보조인자가 이 과정에 관여합니다.
3. 폴리펩티드 분절 사이의 상호 전환:
처리 후 GIP 및 GLP-1 펩타이드는 재조합되어 GLP-1 폴리펩타이드를 형성합니다. 이 프로세스에서는 다른 개별 펩타이드가 결합되어 새로운 복합 폴리펩타이드를 형성하는 주형으로 글루카곤 유사 펩타이드 1(GLP-1)을 사용해야 합니다. 또한 이 과정에는 Prohormone Convertase 1/3(PC1/3) 및 Carboxypeptidase E(CPE)를 비롯한 몇 가지 특정 효소와 인자가 필요합니다.
4. GLP-1 분비:
GLP-1가 합성 및 처리된 후 세포질과 내분비 세포의 내부 소포에 저장됩니다. 음식에 의해 자극을 받으면 내분비 세포는 GLP-1를 방출하고 미세혈관을 통해 혈액 순환으로 들어갑니다. 이 과정은 cAMP-Ca를 포함한 일련의 신호 전달 경로를 통해 조절 및 제어됩니다.2 플러스등등.
요컨대, GLP-1의 생합성에는 여러 링크와 요인의 공동 작용이 포함됩니다. 생합성과 화학 합성의 결합은 GLP-1의 연구 및 생산을 위한 더 나은 기반과 지원을 제공할 수 있습니다.
방법 5, 효소 합성:
효소 합성은 생물학적 효소의 촉매 작용을 통해 펩티드 사슬을 합성하는 것입니다. 기존의 액상 합성법과 비교하여 상온에서 효소 합성이 가능하며 다양한 원료를 선택할 수 있습니다. 세타-액체 신타제, AEP, ACE 등과 같은 효소가 일반적으로 합성을 촉매하는데 사용된다.
결론적으로, 위에서 언급한 방법은 GLP-1 합성을 위한 가능한 방법입니다. 다양한 실험 조건 및 제약 생산 환경에 적합한 다양한 방법이 있습니다.