DD218904A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PEPTIDES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Peptiden, die nach vollstaendiger bzw. partieller Schutzgruppendeblockierung als Peptidpharmaka bzw. als Zwischenprodukte von Wirkstoffen dienen koennen. Ziel der Erfindung ist die Herstellung chiral einheitlicher Peptide. Durch die Erfindung wird die sonst bei enzymatischen Segmentverknuepfungen mit zunehmender Kettenlaenge der Reaktanden auftretende Loeslichkeitsverringerung entscheidend zurueckgedraengt, wodurch darueber hinaus beim Einsatz von immobilisierten Proteasen eine kontinuierliche Prozessgestaltung ermoeglicht wird. Die Peptide werden hergestellt aus einer selektiv geschuetzten Aminosaeure oder einem selektiv geschuetzten Peptid, bei denen die in Reaktion tretende Carboxygruppe unblockiert ist oder eine Estergruppe traegt, und einer selektiv geschuetzten Aminosaeure oder einem selektiv geschuetzten Peptid einschliesslich der entsprechenden Amide, bei denen die in Reaktion tretende Aminogruppe ungeschuetzt ist. In einem proteasespezifischen Puffersystem, dem erforderlichenfalls kleinere Anteile organischer Loesungsmittel zugesetzt werden koennen, unter Verwendung solubilisierender Schutzgruppen in Gegenwart loeslicher oder immobilisierter Proteasen. Diese Peptide koennen nach Abspaltung der Schutzgruppen als Pharmaka oder nach partieller Deblockierung als Zwischenprodukt fuer die Synthese von Peptidwirkstoffen eingesetzt werden.The invention relates to a process for the preparation of peptides which, after complete or partial protection group blocking, can serve as peptide pharmaceuticals or as intermediates of active compounds. The aim of the invention is the preparation of chirally uniform peptides. The invention substantially restricts the reduction in solubility which otherwise occurs in the case of enzymatic segment linkages as the chain length of the reactants increases, as a result of which continuous process design is enabled when immobilized proteases are used. The peptides are prepared from a selectively protected amino acid or a selectively protected peptide in which the carboxy group which is in reaction is unblocked or carries an ester group, and a selectively protected amino acid or a selectively protected peptide including the corresponding amides in which the reacting Amino group is unprotected. In a protease-specific buffer system to which, if necessary, smaller amounts of organic solvents can be added, using solubilizing protecting groups in the presence of soluble or immobilized proteases. These peptides can be used after cleavage of the protecting groups as drugs or after partial deblocking as an intermediate for the synthesis of peptide drugs.
Description
Verfahren zur Herstellung von PeptidenProcess for the preparation of peptides
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Peptiden, die nach vollständiger bzw· partieller Schutzgruppendeblockierung als Peptidpharmaka bzw· als Intermediate von Wirkstoffen dienen können·The invention relates to a process for the preparation of peptides which, after complete or partial protection group blocking, can serve as peptide pharmaceuticals or as intermediates of active substances.
Charakteristik der bekannten technischen .Lösungen Characteristic of the known technical solution
Zur Herstellung von Peptiden können verschiedene organisch-chemische Kupplungsmethoden (vgl. Übersichten: Wünsch, E. (1974) Synthese von Peptiden, in Houben-Weyl, Bd· 15, 1/2, Methoden der organischen Chemie, Müller, B. (Hrsg·) Georg Thieme Verl., Stuttgart; Jakubke, H.-D. u· Jeschkeit, H. (1982) Aminosäuren, Peptide, Proteine, Akademie-Verl·, Berlin) eingesetzt werden, oder man verwendet zwecks Ausschaltung des Racemisierungsrisikos geeignete proteolytische Enzyme als Biokatalysatoren für den Peptidknüpfungsschritt (vgl· Übersichten: Jakubke, H.-D· u. -.Kuhlry P. (1982) Pharmazie 21, 89; Chaiken, I.M·, Komoriya, A*, Ohno, M·, Widmer, F· (1982) Appl. Biochenu Biotechnol· 2, 385)·For the preparation of peptides, various organic-chemical coupling methods (see Reviews: Wünsch, E. (1974) Synthesis of peptides, in Houben-Weyl, Bd · 15, 1/2, Methods of Organic Chemistry, Müller, B. (eds ·) Georg Thieme Verl., Stuttgart; Jakubke, H.-D. u. Jeschkeit, H. (1982) Amino Acids, Peptides, Proteins, Akademie Verl., Berlin), or suitable proteolytic agents are used to eliminate the racemization risk Enzymes as Biocatalysts for the Peptide-Joining Step (See Reviews: Jakubke, H.-D & u.-Kuhlry P. (1982) Pharmacia 21, 89; Chaiken, IM *, Komoriya, A *, Ohno, M, Widmer, F (1982) Appl. Biochenu Biotechnol, 2, 385)
Bei den bekannten Verfahren der enzymatischen Peptidsynthese erfolgt die Knüpfung der Peptidbindung in Gegenwart von Proteasen unter Verwendung geeigneter Puffersysteme und oftmals unter Zusatz von organischen Lösungsmitteln, um die partiell geschützten Reaktanden weitgehendIn the known methods of enzymatic peptide synthesis, the formation of the peptide bond in the presence of proteases using suitable buffer systems and often with the addition of organic solvents to the partially protected reactants largely
in Lösung zu halten© Mit zunehmender Kettenlänge verringert sich die Löslichkeit der terminal partiell blökkierten Peptidsegmente· Die Zugabe hoher Anteile organischer Lösungsmittel ist in der Regel nicht möglich, da dadurch Proteasen irreversibel geschädigt werden können· Insbesondere ist beim Einsatz immobilisierter Proteasen eine wesentliche Voraussetzung für eine kontinuierliche Prozeßführung, daß sich sowohl Ausgangsprodukte als auch das Kupplungsprodukt im Reaktionsmedium lösen·to keep in solution © With increasing chain length, the solubility of the terminal partially blökkierten peptide segments decreases · The addition of high levels of organic solvents is generally not possible, as this proteases can be irreversibly damaged · In particular, when using immobilized proteases is an essential requirement for continuous process control that dissolves both starting products and the coupling product in the reaction medium ·
Ziel der Erfindung ist die Herstellung von chiral einheitlichen Peptiden durch proteasekatalysierte Verknüpfung der Reaktanden unter Einsatz von reversibel abspaltbaren solubiIisierenden Schutzgruppen·The aim of the invention is the preparation of chirally uniform peptides by protease-catalyzed linking of the reactants using reversibly removable solubilizing protective groups.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die sonst bei enzymatischen Peptidsynthesen mit zunehmender Segmentkettenlänge nachgewiesene Löslichkeitsverschlechterung der Reaktanden entscheidend zu verringern und beim Einsatz ' von immobilisierteil Proteasen durch Erhöhung der Produktlöslichkeit eine kontinuierliche Prozeßgestaltung zu ermöglichen·The object of the invention is to decisively reduce the solubility degradation of the reactants which has otherwise been detected in enzymatic peptide syntheses with increasing segment chain length and to enable a continuous process design when immobilized proteases are used by increasing the product solubility.
Brfindungsgemäß werden Peptide hergestellt aus einer selektiv geschützten Aminosäure oder einem selektiv geschütztem Peptid, deren in Reaktion tretende Carboxygruppe unblockiert ist oder eine Estergruppierung trägt, und einer selektiv geschützten Aminosäure oder einem selektiv geschützten Peptid einschließlich der entsprechenden Amide, bei denen die in Reaktion tretende Aminosäure unblokkiert ist, in einem proteasespezifischen Puffersystem, dem gegegenenfalls geringe Anteile organischer Lösungs- jAccording to the invention, peptides are prepared from a selectively protected amino acid or a selectively protected peptide whose reactive carboxy group is unblocked or carries an ester moiety, and a selectively protected amino acid or a selectively protected peptide including the corresponding amides in which the amino acid in reaction is unblocked is, in a protease-specific buffer system, possibly low levels of organic solution j
mittel zugesetzt werden können, unter Verwendung solubi- jcan be added, using solubilizer
lisierender Schutzgruppen in Gegenwart löslicher oder im- jlisierender protecting groups in the presence of soluble or im j
mobilisierter Proteasen· Nach beendeter Peptidsynthese, jmobilized proteases · After completion of the peptide synthesis, j
Produktabtrennung und Aufarbeitung können die Schutzgrup- IProduct separation and work-up can the protective group I
pen erforderlichenfalls nach bekannten Methoden partiell oder vollständig abgespalten werden· Im Gegensatz zu bekannten enzymatischen Peptidsynthesen mit konventionellen Schutzgruppen wird durch die erfindungsgemäße Verwendung einer solubilisierenden Estergruppierung für die Ν-geschützte Oarboxykomponente deren Löslichkeit erhöht, wodurch bei Einsatz von Serin- bzw· Thiölproteasen Segmentverknüpfungen unter Produktausfällung ermöglicht werden«In contrast to known enzymatic peptide syntheses with conventional protective groups, the solubility of the ester-grouping according to the invention for the Ν-protected oarboxy component increases its solubility, whereby segmental linkages with product precipitation occur when serine or thiole proteases are used be made possible «
Eine zusätzliche solubilisierende Schutzgruppe am C-Terminus der Aminokomponente erlaubt unter diesen Bedingungen eine Segmentkonlation ohne Produktausfällung· Sine solche kinetisch Kontrollierte Peptidverknüpfung ist Voraussetzung für eine kontinuierliche Prozeßgestaltung unter Einsatz immobilisierter Proteasen· Die Erfindung eignet sich aber auch sowohl für die Segmentverknüpfung, bei der entweder die cC-Aminofunktion der Carboxykomponente oder die Carboxyfunktion der Aminokomponente mit einer solubilisierenden Gruppierung substituiert ist, als auch für die enzymatisch^ Kondensation von Segmenten, deren zu schützende Punktionen vollständig mit solubilisierenden Sohutzgruppen blockiert sind· ^An additional solubilizing protecting group at the C-terminus of the amino moiety allows segmental conformation without product precipitation under these conditions. Such kinetic controlled peptide linkage is a prerequisite for continuous process design using immobilized proteases. However, the invention is also suitable both for the segmental linkage in which either the cC-amino function of the carboxy component or the carboxy function of the amino component is substituted with a solubilizing moiety, as well as for the enzymatic condensation of ¬ segments whose protected puncta are completely blocked with solubilizing Sohutzgruppen ^
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden·The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments.
In den Beispielen werden die Aminosäuren nach den international gültigen Regeln abgekürzt· Zusätzlich werden folgende Abkürzungen verwendet: ;In the examples, the amino acids are abbreviated according to the internationally valid rules · In addition, the following abbreviations are used:
Z . BenzyloxycarbonylZ. benzyloxycarbonyl
Boc tert»-ButyloxycarbonylBoc tert -butyloxycarbonyl
OMe MethylesterOMe methyl ester
OBz/SO-Na 4-SülfobenzylesterOBz / SO-Na 4-Sülfobenzylester
OCho CholinesterOCho choline ester
OEt(S2O3Na) 2-ThiosulfatoethylesterOEt (S 2 O 3 Na) 2-thiosulfatoethyl ester
Synthese von Boc-Gln-Phe-Phe-Gly-Leu-Met-NH^ 73,3 mg (0.1 mmol) Boc-Gln-Phe-Phe-OBzl-SOJJa werden in 0,5 ml NaHCO3ZNa2CO3 (0.2 M, pH 10) und 0,3 ml 33MP gelöst, mit 35,4 mg (0.1 mmol) H-Gly~Leu-Met-NH2 versetzt und nach Zugabe von ,10 mg Chymotrypsin 30 min bei Raumtemperatur gerührt. Nach Stoppen der Reaktion mit 2 ml 1 N HCl wird das ausgefallene Produkt abgefrittet und nacheinander mit Wasser, 1 N HCl, Wasser, NaHCO^-Lösung sowie noch zweimal mit Wasser gewaschen und getrocknet· Ausb. 55,5 mg (66 % d* Th) IV 235 - 2380C Synthesis of Boc-Gln-Phe-Phe-Gly-Leu-Met-NH ^ 73.3 mg (0.1 mmol) of Boc-Gln-Phe-Phe-OBzl-SOJJa be 3 ZNA 2 CO 3 (in 0.5 ml NaHCO 0.2 M, pH 10) and 0.3 ml of 33MP, mixed with 35.4 mg (0.1 mmol) of H-Gly ~ Leu-Met-NH 2 and stirred for 30 min at room temperature after addition of 10 mg of chymotrypsin. After stopping the reaction with 2 ml of 1 N HCl, the precipitated product is fritted and washed successively with water, 1 N HCl, water, NaHCO ^ solution and twice more with water and dried. 55.5 mg (66 % d * Th) IV 235-238 ° C
Synthese von Z-TyrtEzD-Pro-Phe-Leu-Gly-NH» Synthesis of Z-TyrtEzD-Pro-Phe-Leu-Gly-NH »
84.2 mg (0.1 mmol) Z-Tyr(Bzl)-Pro-Phe-OBzl-S03Na werden in 0,6 ml NaHCO3ZNa2CO3 (0.2 M; pH 10) und 0.4 ml DMi1 gelöst, mit 67,2 mg (0.3 mmol) H-Leu-Gly-NH« versetzt und nach Zugabe von 10 mg Chymotrypsin 10 min bei Raumtemperatur gerührt und wie unter 1) aufgearbeitet.84.2 mg (0.1 mmol) of Z-Tyr (Bzl) -Pro-Phe-OBzl-S0 3 are dissolved in 0.6 ml of NaHCO 3 ZNa 2 CO 3 (0.2 M, pH 10) and 0.4 ml of DMi 1 , with 67 , 2 mg (0.3 mmol) of H-Leu-Gly-NH "added and after addition of 10 mg of chymotrypsin stirred for 10 min at room temperature and worked up as under 1).
Ausb. 52,1 mg (64 % d. Th.) F. 97 - 99°CY. 52.1 mg (64 % of theory ) F. 97-99 ° C
Synthese, von Z-Ala-Phe-Ala-Ala-NH^. Synthesis of Z-Ala-Phe-Ala-Ala-NH ^.
53.3 mg (0.1 mmol) Z-Ala-Phe-Oßt (S2O3Na) und 98 mg (0.5 mmol) H-AIa-AIa-NH2*HCl werden in 1,5 ml Michaelispuffer (pH 8) und 0,5 ml 1N NaOH gelöst und bei Raumtemperatur 20 min mit 2,5 mg Chymotrypsin gerührt. Öie Aufarbeitung erfolgt wie unter 1) angegeben.53.3 mg (0.1 mmol) of Z-Ala-Phe-Oßt (S 2 O 3 Na) and 98 mg (0.5 mmol) of H-Ala-Ala-NH 2 * HCl are dissolved in 1.5 ml of Michaelis buffer (pH 8) and 0 , 5 ml of 1N NaOH and stirred at room temperature for 20 min with 2.5 mg of chymotrypsin. The work-up is carried out as indicated under 1).
Ausb. 32,7 mg (64 % d. Th.) P. 266 - 27O0CY. 32.7 mg (64% of theory..) P. 266 - 27O 0 C
.· _;.y: ;ί ..; . . ; ~ 5 - . ' .· ·; Y:; ί ..; , , ; ~ 5 -. '.
41 mg (0.1 mraol) Z-Pro-Phe-OMe werden in 0,3 ml Methanol gelöst, dazu 452 mg LeU-GIy-OPOSg000 (entspr. 0,1 mmol Leucin) und 2,5 mg Chymotrypsin in 2,5 ml 0,2 M Phosphatpuffer pH 8 gegeben und gerührt· Nach 60 min wird mit NaCl gesättigt und mehrmals mit CH2Cl2 extrahiert, die Extrakte über Ua2SO. getrocknet, i. Vak· eingeengt und der Rückstand aus Ethanol kristallisiert.41 mg (0.1 mmol) of Z-Pro-Phe-OMe are dissolved in 0.3 ml of methanol, plus 452 mg of LeU-Gly-OPOSg 000 (equivalent to 0.1 mmol of leucine) and 2.5 mg of chymotrypsin in 2.5 ml of 0.2 M phosphate buffer pH 8 and stirred · After 60 min, saturated with NaCl and extracted several times with CH 2 Cl 2 , the extracts over Ua 2 SO. dried, i. Concentrated and the residue crystallized from ethanol.
i . 'i. '
Ausb. 325 mg Polymerpeptid mit einem Gehalt an Z-Pro-Phe-Leu-Gly von 52 % (Aminosäureanalyse) Die Verwendung von 82 mg (0.2 mmol) führt zu einer Tetrapeptidausbeute nach 30 min von 89 %· Y. 325 mg polymer peptide containing 52% Z-Pro-Phe-Leu-Gly (amino acid analysis) The use of 82 mg (0.2 mmol) leads to a tetrapeptide yield after 30 min of 89 %.
Synthese von Z-Phe-Leu-HH^ Synthesis of Z-Phe-Leu-HH ^
a) 160 mg Z-Phe-OPOSgooo (entspr. o.o5mmol Phe) und 16,7 mg (0.1 mmol) Leu-NH2»HC1 werden in.5 ml Phosphatpuffer mit 5 mg Chymotrypsin 20 min gerührt. Der Niederschlag wird abgesaugt, mit gesättigter NaHCO,-Lösung und 1N HCl gewaschen und getrocknet·a) 160 mg of Z-Phe-OPOSg ooo (corresponding to o.o5mmol Phe) and 16.7 mg (0.1 mmol) of Leu-NH 2 »HC1 are stirred in 5 ml of phosphate buffer with 5 mg of chymotrypsin for 20 min. The precipitate is filtered off with suction, washed with saturated NaHCO 3 solution and 1N HCl and dried.
Ausb. 8,7 mg (42 % d. Th.) P. 189 -1910CY. 8.7 mg (42 % of theory ) P. 189-191 0 C
b) 42,1 mg (0.1 mmol) Z-Phe-OCho und 83,5 mg (0.5 mmol) H-LeO-HHg-HOl werden in 1,5 ml Michaelispuffer (pH 8) und 0,5 ml 1N NaOH gelöst und bei Raumtemperatur 20 min mit 2,5 mg Chymotrypsin gerührt. Die. Aufarbeitung erfolgt wie unter 1) beschrieben.b) 42.1 mg (0.1 mmol) of Z-Phe-OCho and 83.5 mg (0.5 mmol) of H-LeO-HHg - HCl are dissolved in 1.5 ml of Michaelis buffer (pH 8) and 0.5 ml of 1N NaOH and stirred at room temperature for 20 min with 2.5 mg of chymotrypsin. The. Work-up is carried out as described under 1).
Ausb. 26,6 mg ((4,7 % d. Th.) P. 189 - 1910CY. 26.6 mg ((4.7% of theory) P. 189 -.. 191 0 C
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DD25538283A DD218904A1 (en) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PEPTIDES |
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DD (1) | DD218904A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19834308A1 (en) * | 1998-07-30 | 2000-02-03 | Univ Leipzig | Use of proteases as biocatalysts for production of organic acid amides from carboxylic acid esters |
-
1983
- 1983-10-04 DD DD25538283A patent/DD218904A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19834308A1 (en) * | 1998-07-30 | 2000-02-03 | Univ Leipzig | Use of proteases as biocatalysts for production of organic acid amides from carboxylic acid esters |
DE19834308C2 (en) * | 1998-07-30 | 2002-11-07 | Univ Leipzig | Process for the production of acid amides |
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