人體甲狀旁腺激素(1-84)PTH高效合成
前言與介紹
人體甲狀旁腺激素1-84(PTH)由甲狀旁腺產生,調節鈣和磷酸鹽代謝。PTH作用于PTHR 1受體以刺激骨形成,并被用作治療骨質疏松癥和甲狀旁腺功能減退癥(一種罕見的甲狀旁腺激素缺乏癥)的方法。一直以來由于難以獲得高純度的產物,關于PTH已發表研究有限。其他研究則采用了Boc化學和基于Fmoc的固相肽合成(結合自然化學連接)的組合方法。
在此,我們探索了在自動化肽合成儀上使用快速協議合成甲狀旁腺素(PTH)的完整過程,以在更短的時間內獲得高純度的PTH肽及其類似物,這些可用于進一步了解PTH在構效關系(SAR)研究中的作用,或提高基于PTH的治療藥物的生物利用度和穩定性。
PTH的完整序列信息:
SVSEIQLMHNLGKHLNSMERVEWLRKKLQDVHNFVAGALAPRDAGSQRPRKKEDNVLVESHEKSLGEADKADVNVLTKAKSQ
方法及分析
固相合成反應中,空間位阻是巨大的障礙,特別對于長肽合成,隨著肽鏈的增加空間位阻會進一步提升,大大增加了縮合的難度;面對這種難題,可以考慮選擇高溶脹度的親水樹脂,以降低反應的縮合難度。本案例中我們選擇4種不同的樹脂在Chorus儀器上做平行實驗,以考察不同樹脂對粗肽純度影響。
SPPS合成及切割條件
項目 | 細節 |
合成當量 | 0.05mmol |
樹脂類型及載量 | H-Gln(Trt)-HMPBChemMatrix®resin |
Rink Amide ChemMatrix resin | |
H-Gln(Trt)-TentaGel® | |
RinkAmideTentaGel | |
縮合條件 | AA:HDMA:Oxyma:DIEA=1:1:1:2(常溫) |
氨基酸用量系數 | 6.0 |
脫保護條件 | 20%哌啶溶液(常溫) |
切割條件 | TFA/H2O/TIS/ EDT (94: 2.5: 1: 2.5),2小時切割反應 |
實驗結果
不同樹脂合成PTH,214nm波長下色譜圖:
序號 | 樹脂類型 | 純度(%) |
A | H-Gln(Trt)-HMPBChemMatrix®resin | 21.7 |
B | Rink Amide ChemMatrix resin | 13.0 |
C | H-Gln(Trt)-TentaGel® | 33.0 |
D | RinkAmideTentaGel | 36.3 |
綜上數據顯示,使用TentaGel的樹脂獲得較高的純度,主峰峰形對稱,雜質相對較少,可以預測后期的液相純化難度不高,易得到高純度的產物。
結果總結:
本實驗在Chorus多肽合成儀上自動合成含84個氨基酸的線性多肽,粗肽純度達到36.3%。
人體甲狀旁腺激素在治療骨質疏松證及診斷甲狀腺功能衰退有很高的價值,但由于肽鏈長度大,手動合成一般需要3周時間;另外由于空間位阻增大,合成效果不理想也導致無法純化獲得最終產物,嚴重影響了實驗的進度。
PEG材質的樹脂由于高溶脹度,合成中的空間位阻小,常被用于各種長肽和疏水肽的合成,相比PS材質的樹脂,合成的成功率高,雜質更小。
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