SYNTEZA

AMINOKWASÓW

I PEPTYDÓW

METODY LABORATORYJNE

1. Amonoliza α-halogenokwasów

R

OH

O

X

2,

P

4

H

2

O

R

OH

O

X

NH

3

nadmiar

R

OH

O

NH

2

2. Synteza Gabriela z ftalimidku potasu

N

O

O

K

+

Cl

O

O

ftaimidek potasu

chlorooctan etylu

N

O

O

O

O

N

O

O

O

O

1. KOH, H

2

O

2. HCl

O

OH

O

OH

H

2

N

CH

C

H

OH

O

+

kwas ftalowy

glicyna

OH

+

Kolejny wariant tej syntezy to reakcja z α-bromomalonianem dietylu, z utworzeniem estru

imido malonowego

N

O

O

K

Br

O

O

O

O

+

N

O

O

O

O

O

O

ester ftalimidomalonowy

NaOC

2

H

5

ClC

2

H

4

S(CH

3

)

N

O

O

O

O

O

O

CH

2

H

2

C

S

CH

3

NaOH

H

N

CO

2

O

O

O

O

O

CH

2

H

2

C

S

CH

3

HCl

O

OH

O

OH

+

H

2

N

CH

C

H

2

C

OH

O

H

2

C

S

CH

3

+

CO

2

metionina

3. Synteza Streckera

Reakcja aldehydu z amoniakiem i cyjanowodorem z utworzeniem α-aminoitrylu. Hydroliza grupy

nitrylowej prowadzi do aminokwasu.

R

H

O

+

NH

3

+

HCN

R

NH

2

C

N

H

3

O

temp.

R

NH

2

C

OH

O

Mechanizm:

R

H

O

NH

3

R

H

O

NH

3

R

H

OH

NH

2

- H

2

O

R

H

NH

CN

R

C

NH

N

R

C

NH

N

H

R

C

NH

2

N

H

2

O

R

C

NH

2

OH

O

H

2

N

CH

C

CH

3

OH

O

SOCl

2

H

2

N

CH

C

H

OH

O

H

2

N

CH

C

CH

3

O

NH

CH

C

H

OH

O

Ala

Gly

Ala

Gly

+

H

2

N

CH

C

CH

3

O

NH

CH

C

CH

3

OH

O

AlaAla

H

2

N

CH

C

CH

3

O

NH

CH

C

CH

3

O

NH

CH

C

CH

3

O

NH

2

AlaAlaAla

+

+

H

2

N

CH

C

CH

3

O

NH

CH

C

CH

3

O

NH

CH

C

H

OH

O

AlaAla

Gly

SYNTEZA PEPTYDÓW

I BIAŁEK

METODY LABORATORYJNE

Grupy zabezpieczające

Cl

O

chloromrówczan benzylu

O

Cl

O

O

H

2

N

CH

C

R

OH

O

+

O

O

NH

CH

C

R

OH

O

grupa benzyloksykarbonylowa (Cbz)

Cbz

HN

CH

C

R

OH

O

HBr, kwas octowy

H

2,

Pd/C

Br

+

CO

2

+

H

2

N

CH

C

R

OH

O

CH

3

+

CO

2

+

H

2

N

CH

C

R

OH

O

O

O

O

węglan di-tert-butylu

O

O

O

H

2

N

CH

C

R

OH

O

+

zasada

O

O

H

N

CH

C

R

OH

O

grupa tert-Butoksykarbonylowa (Boc)

Boc

HN

CH

C

R

OH

O

+

CO

2

+

H

2

N

CH

C

R

OH

O

HCl. kwas octowy

Najprostszym sposobem zwiększenia reaktywności grupy karbonylowej jest

przeprowadzenie w chlorek kwasowy. W syntezie peptydów stosujemy jednak

estryfikację z zastosowaniem DCC.

Z

HN

CH

C

R

OH

O

1. (C

2

H

5

)

3

N

2. ClCO

2

C

2

H

5

Z

HN

CH

C

R

O

O

O

O

bezwodnik

Z

HN

CH

C

R

O

O

O

O

+

H

2

N

CH

C

R

OH

O

Z

HN

CH

C

R

O

NH

CH

C

R

OH

O

+

CO

2

+

C

2

H

5

OH

Aktywacja grupy karbonylowej

H

2

N

CH

C

CH

3

OH

O

+

O

O

Cl

Cbz

HN

CH

C

CH

3

OH

O

Ala

Cbz-Ala

1. (C

2

H

5

)

3

N

2.

ClCO

2

C

2

H

5

Cbz

HN

CH

C

CH

3

O

O

O

C

2

H

5

NH

2

CH

C

H

2

C

OH

O

CH

CH

3

CH

3

Cbz

HN

CH

C

CH

3

O

N

H

CH

C

CH

2

OH

O

CH

CH

3

H

3

C

CO

2

+ C

2

H

5

CbzAla-Leu

Leu

H

2

/Pd

H

2

N

CH

C

CH

3

O

N

H

CH

C

CH

2

OH

O

CH

CH

3

H

3

C

+ toluen + CO

2

Ala-Leu

Analiza sekwencji

peptydów

1. Metoda Sangera

Metoda bazuje na DNFB (2,4-dinitrofluorobenzenie). Po potraktowaniu peptydu DNFB

zachodzi reakcja S

N

Ar pomiędzy wolną grupą aminową terminalnego aminokwasu. Hydroliza

peptydu daje mieszaninę aminokwasów i terminalny aminokwas związany z DNFB.

O

2

N

F

NO

2

+

H

2

N

CH

C

CH

3

N

H

O

HCO

3

O

2

N

NO

2

H

N

CH

C

CH

3

N

H

O

H

O

2

N

NO

2

H

N

CH

C

CH

3

OH

O

+ mieszanina aminokwasów

2. Degradacja Edmana

Modyfikacja metody Sangera z zastosowaniem izocyjanianu fenylu.

N

C

S

H

2

N

CH

C

CH

3

N

H

O

+

pH~9

N

H

C

S

N

H

CH

C

CH

3

NH

O

H

N

H

C

S

N

CH

C

CH

3

O

H

+ polipeptyd z łańcuchem krótszym

o jeden aminokwas

N

CH

NH

C

S

CH

3

O

H

Polipeptyd jest ponownie zawracany do reakcji. Ostatni aminokwas, C-terminalny jest

identyfikowany enzymatycznie przez karboksypeptydazy.

Oznaczanie sekwencji

Wyznaczenie sumarycznego składu peptydu

2Val, Leu, His, Phe

DNFB + karboksypeptydaza

Wyznaczenie N-terminalnego i C-terminalnego aminokwasu

Val (Val, His, Phe) Leu

Hydroliza częściowa do dipeptydów

Val-His, His-Val, Val-Phe, Phe-Leu

Odczytanie sekwencji

Val-His-Val-Phe-Leu