Cykliczne leki peptydowe

Znaczenie cyklicznych peptydów i rola zanieczyszczeń

  W świecie zmieniających się stylów życia i nowych odkryć dotyczących chorób leki peptydowe dają ludziom promyk nadziei. Leki peptydowe są biologicznie aktywne i mniej toksyczne niż inne leki. Mają szerokie zastosowanie terapeutyczne np. w chorobach onkologicznych, sercowo-naczyniowych, cukrzycowych, kości itp. Jednak ze względu na dużą masę cząsteczkową i właściwości fizykochemiczne synteza leków peptydowych jest złożona. Prowadzi to do powstawania produktów ubocznych i innych zanieczyszczeń, które mogą mieć wpływ na bezpieczeństwo leku. Tutaj omówimy cykliczne leki peptydowe i profilowanie ich zanieczyszczeń. Ten blog jest drugim z serii Peptide. Najpierw porozmawiajmy-

Cykliczne leki peptydowe i ich znaczenie

Cykliczne peptydy to klasa cząsteczek, które przyciągnęły znaczną uwagę w opracowywaniu leków ze względu na ich unikalne właściwości, w tym wysoką stabilność, specyficzność docelową, zwiększoną siłę działania i przepuszczalność komórek. Cykliczne peptydy to łańcuchy polipeptydowe przyjmujące cykliczną strukturę pierścieniową składającą się z 5-14 aminokwasów o masie cząsteczkowej od około 500 do 2000 Da. Strukturę pierścieniową można utworzyć przez połączenie jednego końca peptydu z drugim wiązaniem amidowym lub innymi stabilnymi chemicznie wiązaniami, takimi jak lakton, eter, tioeter, dwusiarczek i tak dalej.

Cyklizacja sekwencji peptydów pomaga skuteczniej wiązać się z odpowiednimi receptorami. Cykliczna struktura peptydów zapewnia dużą powierzchnię do interakcji z miejscem docelowym. Cykliczne leki peptydowe są odporne na hydrolizę enzymatyczną, ponieważ nie mają wolnych końców aminowych i karboksylowych, co poprawia ich stabilność. Zwykle peptydy cykliczne wykazują lepszą aktywność biologiczną w porównaniu z ich liniowymi odpowiednikami ze względu na strukturę konformacyjną, co pozwala na zwiększone wiązanie z cząsteczkami docelowymi lub selektywność przez receptor.

Niektóre cykliczne leki peptydowe obejmują Daptomycyna, Telawancyn, Dalbawancyn, Lanreotyd, Oktreotyd, Linaklotyd, Plecanatyd, Romidepsyna, Wazopresyna, Oksytocyna, Kalcytonina. Wiele cyklicznych leków peptydowych pochodzi z naturalnych źródeł, takich jak cyklosporyna A, baktenecyna, laktocyklina i inne. Jednak obecnie powszechne stają się bioinżynieryjne, syntetyczne cykliczne leki peptydowe.

Jak syntetyzować cykliczne peptydy?

Synteza peptydów cyklicznych obejmuje syntezę peptydów w fazie stałej (SPPS). W tej metodzie synteza peptydów przebiega liniowo, immobilizowanych na kulkach żywicy łącznikiem dwusiarczkowym lub innymi stabilnymi chemicznie wiązaniami, takimi jak lakton, eter i tioeter. Po utworzeniu liniowego peptydu odszczepia się możliwe grupy zabezpieczające, a peptydy uwalnia się przez dodanie zasady. Ponadto deprotonowanie N-końcowej grupy tiolowej uderza w łącznik disiarczkowy między peptydem a żywicą w wewnątrzcząsteczkowej cyklizacji, dając pożądany cykliczny peptyd.

Ogólnie rzecz biorąc, synteza cyklicznych peptydów wymaga starannej kontroli grup zabezpieczających, odczynników sprzęgających i warunków reakcji, aby zapewnić wysoką wydajność i czystość.

Techniki syntezy cyklicznych peptydów

Otrzymywanie cyklicznych związków peptydowych wykorzystuje różne techniki: • chemia kombinatoryczna • synteza de novo. • chemoselektywna cyklizacja za pośrednictwem ligacji

W zależności od cyklizacji, metody syntezy cyklicznych peptydów to: głowa do ogona, łańcuch boczny do łańcucha bocznego, łańcuch czołowy do bocznego i łańcuch boczny do ogona. Cyklizacja aminokwasów łańcucha bocznego zachodzi z utworzeniem mostka dwusiarczkowego między cysteiną. Ponadto cyklizacja szkielet-szkielet polega na tworzeniu wiązania amidowego między N-końcowymi i C-końcowymi resztami aminokwasowymi.

Ponadto istnieją inne peptydy cykliczne, takie jak peptydy bicykliczne/tricykliczne i peptydy cykliczne zszyte. Peptydy bicykliczne są skutecznymi inhibitorami enzymów, a peptydy staplowane ułatwiają penetrację komórek peptydów i wykorzystują środki sieciujące w celu poprawy właściwości fizykochemicznych.

Zanieczyszczenia w cyklicznych lekach peptydowych

Zanieczyszczenia mogą powstawać w wyniku syntezy cyklicznych peptydów. Zanieczyszczenia związane z API to skrócenia, modyfikacje grup funkcyjnych, insercja lub delecja aminokwasów, utlenianie lub redukcja grup funkcyjnych, agregaty i niepełne odbezpieczenie. Media chromatograficzne stosowane w oczyszczaniu i rozpuszczalniki również mogą przyczyniać się do powstawania zanieczyszczeń w cyklicznych lekach peptydowych. Produkty degradacji powstają w wyniku zmian produktu leczniczego przechowywanego przez długi czas lub ekspozycji na światło, temperaturę, wodę lub reakcję na substancje pomocnicze. Aby zapewnić bezpieczeństwo i skuteczność cyklicznych leków peptydowych, ważne jest kontrolowanie i minimalizowanie zanieczyszczeń podczas procesów syntezy i oczyszczania.

Ogólne zanieczyszczenia peptydowe, takie jak zanieczyszczenie N-Ac, deamidacja na Gln, reszty Asn, deamidacja na C-końcu, zanieczyszczenie trisiarczkiem, reszta Cyanoalanice @ Asn, des-Gly i endo-Gly aminokwasów końcowych są powszechne w cyklicznych peptydach zbyt. Degradacja i inne skrócone peptydy są również główną klasą zanieczyszczeń w tych cyklicznych peptydach.

Oprócz wyżej opisanego typu zanieczyszczeń, w peptydach cyklicznych często tworzą się inne zanieczyszczenia, takie jak dimery równoległe i antyrównoległe.

A) W przypadku cyklicznych peptydów zawierających pojedynczy mostek dwusiarczkowy tworzenie równoległych i antyrównoległych dimerów jest jak poniżej, biorąc pod uwagę wazopresynę jako przykład:
  • Seq: Cys(1)-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys(6)-Pro-Arg-Gly-CONH2 (wiązanie siarki między cysteinami)
  • Dimery równoległe: 1,1', 6,6'
  • Dimery antyrównoległe: 1,6',1',6
B) W przypadku cyklicznych peptydów zawierających dwa mostki dwusiarczkowe, istnieją 4 aminokwasy zawierające siarkę (cysteiny), a możliwe tworzenie równoległych i antyrównoległych dimerów jest jak poniżej, biorąc pod uwagę Plecanatide jako przykład:
  • Seq: H-Asn-Asp-Glu-Cys(4)-Glu-Leu-Cys(7)-Val-Asn-Val-Ala-Cys(12)-Thr-Gly-Cys(15)-Leu-OH(4-12), (7-15)-bis(disulfide)
  • Dimery równoległe: 4,4', 7,7', 12,12', 15,15';
  • Dimery antyrównoległe: 4,7',4',7, 12,15', 12',15; lub 4,12',4',12,7,15',7',15 lub 4,15',4',15',7,12',7
C) W przypadku cyklicznych peptydów zawierających trzy mostki dwusiarczkowe występuje 6 aminokwasów zawierających siarkę (cysteiny) i równoległe tworzenie dimeru wynosi jedno, ale w przypadku dimerów antyrównoległych mogą istnieć szanse permutacji i kombinacji pozycje cysteiny względem siebie są bardzo złożone, a izolacja również stanowi wyzwanie. Linaklotyd jest takim przykładem:
  • Seq: H-Cys(1)-Cys(2)-Glu-Tyr-Cys(5)-Cys(6)-Asn-Pro-Ala-Cys(10)-Thr-Gly-Cys(13)-Tyr- OH (3 mostki dwusiarczkowe między 1-6, 2-10 i 5-13 cystein)

Podsumowanie

Daicel oferuje szeroką gamę zanieczyszczeń różnych cyklicznych leków peptydowych zawierających pojedynczy mostek dwusiarczkowy, takich jak wazopresyna, oksytocyna, desmopresyna, kalcytonina, lanreotyd, oktreotyd, Somatostatyna; zawierające dwa mostki dwusiarczkowe, takie jak Plekanatyd i trzy mostki dwusiarczkowe, takie jak Linaklotyd i inny lipopeptyd, taki jak Daptomycyna, i więcej.
Przeczytaj nasze inne blogi z serii Peptide Synthesis, aby dowiedzieć się więcej zanieczyszczenia peptydowe.
Szukasz usług syntezy peptydów lub Zanieczyszczenia farmaceutyczne? Skontaktuj się z naszymi specjalistami Daicel już dziś! Tylko wpisz swoje dane kontaktowe a my skontaktujemy się z Tobą.
Synteza peptydów: znaczenie profilowania zanieczyszczeń w peptydach terapeutycznych

Synteza peptydów: znaczenie profilowania zanieczyszczeń w peptydach terapeutycznych

Terapeutyczne peptydy to wyjątkowa klasa leków farmaceutycznych plasujących się pomiędzy klasycznymi lekami małocząsteczkowymi a lekami wielkocząsteczkowymi. Rynek leków peptydowych rośnie szybciej ze względu na kilka nieodłącznych zalet dotyczących specyficzności, skuteczności, bezpieczeństwa i możliwości syntezy metodami chemicznymi i/lub biologicznymi. Konieczne jest zbadanie profilu zanieczyszczeń peptydu terapeutycznego, ponieważ zanieczyszczenia powstają na każdym etapie syntezy peptydów, zarówno z materiałów wyjściowych, procesu produkcyjnego, jak i podczas przechowywania.

Ten blog jest pierwszym z serii i przedstawia znaczenie profilowania zanieczyszczeń podczas chemicznej syntezy peptydów.

Synteza peptydów

Peptydy składają się z 2-50 aminokwasów połączonych grupami amidowymi. Synteza chemiczna umożliwia przygotowanie peptydów poza żywą komórką. Przykłady syntetycznych leków peptydowych obejmują hormony, takie jak Oksytocyna, Kalcytonina, Liraglutyd, Oktreotyd, itd.

Chemiczna synteza peptydów odbywa się dwiema metodami

  • Synteza peptydów w fazie stałej
  • Synteza peptydów w fazie ciekłej

Synteza peptydów w fazie stałej

Jest to najczęściej stosowana, wydajna i szybka metoda syntezy peptydów. Synteza peptydów w fazie stałej (SPPS) obejmuje reakcję sprzęgania aminokwasów składających się z chronionych reszt aminokwasowych łańcucha bocznego przyłączonych do nierozpuszczalnego nośnika polimerowego (żywicy).

C-koniec początkowego aminokwasu jest połączony kowalencyjnie z nierozpuszczalnym nośnikiem polimerowym. Po usunięciu grupy zabezpieczającej N(α) ostatniej reszty aminokwasowej, do zakotwiczonego aminokwasu wprowadza się aminokwasy zabezpieczone N(α)-aminokwasami. Następnie obejmuje proces oczyszczania w celu usunięcia rozpuszczalnych produktów ubocznych. Grupy stosowane do zabezpieczania N(α)-aminokwasów to 9-fluorenylometoksykarbonyl (Fmoc) lub tert-butoksykarbonyl (boc). Powtarzanie cyklu odbezpieczania i sprzęgania daje pożądany peptyd. Zakotwiczony produkt jest odcinany od podłoża polimerowego, a peptyd uwalnia się do roztworu.

SPPS przygotowuje większość peptydów o łańcuchach 50 aminokwasów. W pełni zautomatyzowane maszyny mogą szybko przygotować małe ilości peptydów. Ponadto SPPS wspomagany mikrofalami oferuje peptydy wysokiej jakości.

Synteza peptydów w fazie ciekłej

Synteza peptydów zachodząca w roztworze jest syntezą peptydów w fazie ciekłej. Zwykle wykorzystuje grupy zabezpieczające Boc lub Z-amino. Końcowy etap oczyszczania w syntezie peptydów w fazie ciekłej jest prostszy niż SPPS. Wielkoskalowa synteza peptydów dla krótszych łańcuchów daje dobrą wydajność tą metodą.

Zanieczyszczenia powstające podczas syntezy peptydów

Możliwe zanieczyszczenia podczas procesu syntezy peptydu terapeutycznego obejmują

  • Skrócone sekwencje aminokwasowe
  • Sekwencje delecyjne
  • Niekompletne sekwencje odbezpieczające
  • Zmodyfikowana sekwencja spowodowana rozszczepieniem peptydu
  • Racemizacja aminokwasów

Zanieczyszczenia, takie jak przeciwjony peptydowe i trifluorooctan, powstają w wyniku metod oczyszczania lub SPPS. Reakcje łańcuchów bocznych aminokwasów z reakcji deamidacji, utleniania i hydrolizy powodują powstawanie zanieczyszczeń. Ponadto zanieczyszczenia peptydowe mogą powodować magazynowanie z powodu mechanizmów degradacji, takich jak β-eliminacja i tworzenie sukcynimidu. Interakcje substancja lek-zaróbka również generują zanieczyszczenia związane z peptydami.

Oczyszczanie peptydów

Oczyszczanie peptydów syntetycznych ma kluczowe znaczenie, ponieważ zanieczyszczenia mogą wpływać na skuteczność terapeutyczną leku. Oczyszczanie syntetycznych peptydów za pomocą HPLC z odwróconymi fazami (RP-HPLC) i chromatografii jonowymiennej to powszechne metodologie. Ponadto jako techniki uzupełniające stosuje się chromatografię żelowo-permeacyjną (GPC) i chromatografię cieczową w stanie nadkrytycznym (SFC).

Kontrola zanieczyszczeń peptydowych

Istnieje wiele technik związanych z kontrolą zanieczyszczeń peptydowych. Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) oddziela i określa ilościowo zanieczyszczenia. Chromatografia cieczowa ze spektroskopią mas o wysokiej rozdzielczości (LC-HRMS) pomaga zidentyfikować i wyjaśnić strukturalnie powiązane zanieczyszczenia peptydowe. Agencje regulacyjne zalecają ortogonalne podejście przy użyciu czułych technik analitycznych, takich jak UHPLC-HRMS ze standardowymi metodami HPLC / UHPLC w celu ustalenia profilu zanieczyszczeń leku peptydowego. Zanieczyszczenia związane z peptydami mają kluczowe znaczenie nie tylko w przypadku aktywnych składników farmaceutycznych (API), ale także w przypadku gotowych produktów leczniczych. Zgodnie z wytycznymi US-FDA, podczas składania przez ANDA proponowanych generycznych peptydów syntetycznych, poziom zanieczyszczenia związanego z peptydem w generycznych peptydach syntetycznych nie powinien być wyższy niż poziom stwierdzony w RLD (Reference List Drug). Kontrola zanieczyszczeń peptydowych jest niezbędna do ustalenia bezpieczeństwa i skuteczności syntetycznego leku peptydowego.

Daicel oferuje różnego rodzaju wysokiej jakości standardy zanieczyszczeń syntetycznych peptydów i współpracuje z producentami leków peptydowych na całym świecie. Nasz niestandardowy zespół ds. syntezy peptydów zapewnia niezawodne rozwiązania dla złożonych zanieczyszczeń peptydowych i stabilnych peptydów znakowanych izotopowo.

Daicel wykorzystuje najnowocześniejsze zautomatyzowane SPPS, zaawansowane techniki oczyszczania i analityczne podczas syntezy peptydów, po czym następuje wygenerowanie certyfikatu analizy z urządzenia kontroli jakości zgodnego z cGMP.

Dodatkowo, Daicel oferuje charakterystykę fizykochemiczną, opracowywanie testów biologicznych opartych na komórkach, opracowywanie procesów i transfer technologii peptydów terapeutycznych.

Podsumowanie

Zanieczyszczenie leków peptydowych zanieczyszczeniami wpłynie na jakość i skuteczność peptydów, dlatego bardzo ważne są badania profilu zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia peptydowe mogą wprowadzać epitopy immunogenne w obrębie sekwencji aminokwasowej peptydu i mogą powodować niepożądane odpowiedzi immunologiczne przeciwko lekowi peptydowemu. Stąd dobrze scharakteryzowane standardy zanieczyszczeń są niezbędne do oceny jakości leków peptydowych. Daicel zapewnia niezawodne, niestandardowe usługi syntezy peptydów twórcom i producentom terapeutycznych leków peptydowych.

Przeczytaj nasze inne blogi z serii Synteza peptydów, aby dowiedzieć się więcej o zanieczyszczeniach peptydowych.

Jeśli szukasz usług syntezy peptydów, skontaktuj się ze specjalistami Daicel już dziś! Tylko wpisz swoje dane kontaktowe a my skontaktujemy się z Tobą.

Powrót do góry
Produkt został dodany do Twojego koszyka