AIST 的研究人员与东京大学合作,实现了低成本、废物最小化、可规模化的肽合成。可以用最少的保护基团来生产由九个氨基酸组成的复杂化学肽。
要大量生产肽,需要“化学合成”。传统方法以特定顺序逐一延长氨基酸,但由于需要昂贵的具有保护基团的氨基酸起始材料和精心设计的化学活化剂(缩合试剂),因此该方法成本高昂。近年来,无保护肽链的化学选择性连接已被广泛用于高效生产大肽,但大多数连接在氨基酸序列范围上受到限制。新开发的肽合成可以应用于任何氨基酸序列,并且可以以逐块的方式连接肽链。通过使用这种方法,可以在最少使用保护基的情况下大量生产大肽。作为该方法的演示,我们成功地大规模合成了由九种氨基酸组成的生物活性肽。
这一成果不仅有助于新药(中等分子药物)的开发和供应,而且还将开拓肽的新应用,例如在食品、农用化学品、化妆品和材料中的工业用途。此外,降低生产成本和环境影响的合成方法将有助于实现可持续发展的社会。
肽是由多个氨基酸连接而成的化合物。人工肽,特别是由5至10个氨基酸组成的人工肽,最近因其在新药物(中等分子药物)中的应用而备受关注。为了大量合成肽,通常采用“化学合成”。
肽的常规化学合成一般从肽片段开始,通过将其他氨基酸从羧酸端到胺端(C-to-N)方向一一连接来拉长肽链。然而,这种方法需要使用大量的“保护基”来精确连接氨基酸。具有保护基团的氨基酸起始原料通常很昂贵,并且它们的使用增加了生产成本。此外,为了连接各氨基酸,需要与起始材料相同或更多量的被称为“缩合试剂”的化学活化剂。保护基团和缩合试剂在合成完成后成为废物,增加了环境负担。
由于这些原因,在减少环境影响和生产成本的情况下大量生产肽具有挑战性。另外,常规方法只能将氨基酸按顺序一一连接。如果可以将复杂的肽片段连接起来产生更大的肽,那么化学合成的效率就可以大大提高。然而,此类方法很少被开发出来,因为它们很容易引起称为差向异构化的副反应,其中复杂肽的立体中心在反应过程中发生变化,产生不需要的产物。
期刊:通讯化学
标题:具有最少保护基团的实用 N 至 C 肽合成
作者:Toshifumi Tatsumi、Koki Sasamoto、Takuya Matsumoto、Ryo Hirano、Kazuki及川、Masato Nakano、Masaru Yoshida、Kounosuke Oisaki、Motomu Kanai
DOI:101038/s42004-023-01030-0