В мире меняющегося образа жизни и открытия новых болезней пептидные препараты дают людям надежду. Пептидные препараты биологически активны и менее токсичны, чем другие препараты. Они имеют широкое терапевтическое применение, например, при онкологии, сердечно-сосудистых, диабетических, костных заболеваниях и др. Однако из-за их высокой молекулярной массы и физико-химических характеристик синтез пептидных препаратов сложен. Это приводит к образованию побочных продуктов и других примесей, которые могут повлиять на безопасность препарата. Здесь мы обсудим циклические пептидные препараты и их профилирование примесей. Этот блог является вторым в серии Peptide.
Давайте сначала обсудим-
Циклические пептидные препараты и их значение
Циклические пептиды представляют собой класс молекул, которые привлекли значительное внимание при разработке лекарственных средств благодаря их уникальным свойствам, включая высокую стабильность, целевую специфичность, повышенную эффективность и клеточную проницаемость. Циклические пептиды представляют собой полипептидные цепи, имеющие циклическую кольцевую структуру, состоящую из 5-14 аминокислот с молекулярной массой примерно от 500 до 2000 Да. Кольцевая структура может быть образована путем связывания одного конца пептида и другого амидной связью или другими химически стабильными связями, такими как лактонная, эфирная, тиоэфирная, дисульфидная и т.д.
Циклизация пептидной последовательности помогает более эффективно связываться с соответствующими рецепторами. Циклическая структура пептидов обеспечивает большую площадь поверхности для взаимодействия с сайтом-мишенью. Циклические пептидные препараты не поддаются ферментативному гидролизу, так как не имеют свободных амино- и карбоксильных концов, что повышает их стабильность. Обычно циклические пептиды проявляют лучшую биологическую активность по сравнению с их линейными аналогами из-за конформационной структуры, что обеспечивает повышенное связывание с молекулами-мишенями или селективность по отношению к рецептору.
Некоторые циклические пептидные препараты включают Daptomycin, Телаванцин, Далбаванцин, Ланреотид, Октреотид, Linaclotide, Plecanatide, Ромидепсин, вазопрессин, Окситоцинкачества Кальцитонин. Многие циклические пептидные препараты получены из природных источников, таких как циклоспорин А, бактенецин, лактоциклин и другие. Однако в настоящее время широкое распространение получают биоинженерные синтетические циклические пептидные препараты.
Как синтезировать циклические пептиды?
Синтез циклических пептидов включает твердофазный синтез пептидов (SPPS). В этом методе синтез пептидов происходит линейно, иммобилизованных на гранулах смолы с дисульфидным линкером или другими химически стабильными связями, такими как лактон, эфир и тиоэфир. После образования линейного пептида возможные защитные группы отщепляются, и пептиды высвобождаются путем добавления основания. Кроме того, депротонирование N-концевой тиоловой группы затрагивает дисульфидный линкер между пептидом и смолой при внутримолекулярной циклизации, давая желаемый циклический пептид.
В целом, синтез циклических пептидов требует тщательного контроля защитных групп, связывающих реагентов и условий реакции для обеспечения высоких выходов и чистоты.
Методы синтеза циклических пептидов
Для получения циклических пептидных соединений используются различные методы:
• комбинаторная химия
• синтез de novo.
• циклизация, опосредованная химиоселективным лигированием
В зависимости от циклизации, методы синтеза циклических пептидов: голова к хвосту, боковая цепь к боковой цепи, голова к боковой цепи и боковая цепь к хвосту. Циклизация аминокислот боковой цепи происходит с образованием дисульфидного мостика между цистеином. Кроме того, циклизация от основной цепи к основной цепи осуществляется путем образования амидной связи между N-концевыми и С-концевыми аминокислотными остатками.
Кроме того, существуют и другие циклические пептиды, такие как бициклические/трициклические пептиды и сшитые циклические пептиды. Бициклические пептиды являются эффективными ингибиторами ферментов, а сшитые пептиды облегчают проникновение пептидов в клетки и используют сшивающие агенты для улучшения физико-химических свойств.
Примеси в циклических пептидных препаратах
Примеси могут возникать в результате синтеза циклических пептидов. Связанными с API примесями являются укорочения, модификации функциональных групп, вставки или делеции аминокислот, окисление или восстановление функциональных групп, агрегаты и неполное снятие защиты. Хроматографические среды, используемые при очистке, и растворители также могут способствовать образованию примесей в препаратах циклических пептидов. Продукты деградации возникают из-за изменений в лекарственном препарате при хранении в течение длительного времени или воздействия света, температуры, воды или реакции на вспомогательные вещества. Для обеспечения безопасности и эффективности циклических пептидных препаратов важно контролировать и минимизировать количество примесей в процессах синтеза и очистки.
Общие пептидные примеси, такие как N-Ac-примесь, дезамидирование по остаткам Gln, Asn, дезамидирование по С-концу, примесь трисульфида, цианоаланин @ остаток Asn, дез-Gly и эндо-Gly концевых аминокислот, являются обычными в циклических пептидах. слишком. Деградация и другие укороченные пептиды также являются основным классом примесей в этих циклических пептидах.
Помимо примесей описанного выше типа, в циклических пептидах часто образуются другие примеси, такие как параллельные и антипараллельные димеры.
- Seq: Cys(1)-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys(6)-Pro-Arg-Gly-CONH2 (серная связь между цистеинами)
- Параллельные димеры: 1,1', 6,6'
- Антипараллельные димеры: 1,6',1',6
- 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)
- Параллельные димеры: 4,4', 7,7', 12,12', 15,15';
- Антипараллельные димеры: 4,7',4',7, 12,15', 12',15; или 4,12',4',12,7,15',7',15 или 4,15',4',15, 7,12',7',12
- Seq: H-Cys(1)-Cys(2)-Glu-Tyr-Cys(5)-Cys(6)-Asn-Pro-Ala-Cys(10)-Thr-Gly-Cys(13)-Tyr- ОН (3 дисульфидных мостика между 1-6, 2-10 и 5-13 цистеинами)
тестXNUMX