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1. EINFÜHRUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich erstens auf Verfahren für die Synthese
von Peptiden, insbesondere Peptiden, auf die hierin als T-1249 (SEQ
ID Nr. 1) und T-1249-ähnliche
Peptide Bezug genommen wird. Solche Verfahren nutzen Fest- und Flüssigphasensynthesevorgänge, um
Gruppen spezifischer Peptidfragmente zu synthetisieren und zu kombinieren,
um das Peptid von Interesse zu liefern. Die vorliegende Erfindung bezieht
sich weiter auf einzelne Peptidfragmente, die als Zwischenprodukte
bei der Synthese der Peptide von Interesse (z. B. T-1249) wirken
können.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich immer noch weiter auf Gruppen solcher
Peptidzwischenfragmente, die gemeinsam genutzt werden können, um
T-1249 und T-1249-ähnliche Peptide
voller Länge
zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung beschreibt noch weiter Verfahren
für die
Aufreinigung von Peptiden, insbesondere von T-1249 und T-1249-ähnlichen
Peptiden, und die einzelnen Peptidfragmente, die als Zwischenprodukte
bei der Synthese der gegenständlichen
Peptide wirken.
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2. HINTERGRUND
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Kürzlich wurde
eine große
Anzahl an Peptiden identifiziert, die eine Fähigkeit ausüben, fusionsverknüpfte Ereignisse
zu inhibieren und die wichtigerweise ebenfalls eine potente antivirale
Aktivität
zeigen. Siehe z. B. US-Patente Nrn. 5,464,933, 5,656,480; PCT-Veröffentlichungen
Nrn. WO 94/28920, WO 96/19495. Indem diese Peptide ausgedehnt verwendet
werden, z. B. als Therapeutika, steigt der Bedarf für eine Fähigkeit, sie
in Mengen mit großem
Umfang zu synthetisieren.
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Während Techniken
für die
Peptidsynthese existieren (siehe z. B. Mergler et al., 1988, Tetrahedron Letters,
29: 4005–4008;
Mergler et al., 1988, Tetrahedron Letters, 29: 4009–4012; Kamber
et al. (Hrsg.), "Peptides,
Chemistry and Biology",
ESCOM, Leiden, 1992, 525–526;
und Riniker et al., 1993, Tetrahedron Letters, 49: 9307–9320),
existieren gegenwärtig
keine Techniken, die für
die ökonomische
Produktion im großen
Umfang von leicht gereinigten Peptiden wie T-1249 genutzt werden
könnten.
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3. ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich erstens auf Verfahren für die Synthese
von Peptiden, insbesondere Peptiden, auf die hierin Bezug genommen
wird als T-1249 (SEQ ID Nr. 1) und T-1249-ähnliche Peptide. Solche Verfahren
nutzen Fest- und Flüssigphasensynthesevorgänge, um
Gruppen spezifischer Peptidfragmente zu synthetisieren und zu kombinieren,
um das Peptid von Interesse zu liefern. Allgemein umfassen die Verfahren
der Erfindung das Synthetisieren spezifischer Peptidfragmentzwischenprodukte
mit geschützten Seitenketten
von T-1249 oder einem T-1249-ähnlichen
Peptid auf einem festen Träger,
das Koppeln der geschützten
Fragmente in Lösung,
um ein geschütztes
T-1249- oder T-1249-ähnliches
Peptid zu bilden, gefolgt von der Deprotektionierung der Seitenketten,
um das endgültige
T-1249- oder T-1249-ähnliche
Peptid zu ergeben. Eine bevorzugte Ausführung der Verfahren der Erfindung
schließen
die Synthese eines T-1249-Peptids mit einer Aminosäuresequenz
ein, wie sie in SEQ ID Nr. 1 abgebildet ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf einzelne Peptidfragmente,
die als Zwischenprodukte bei der Synthese der Peptide von Interesse
(z. B. T-1249) wirken. Die Peptidfragmente der Erfindung schließen ein,
sind jedoch nicht begrenzt auf jene, die Aminosäuresequenzen haben, wie in
Tabelle 1 unten dargestellt:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich noch weiter auf bestimmte Gruppen
von Peptidfragmenten, die als Zwischenprodukte bei der Synthese
des Peptides von Interesse wirken. Die Gruppen an Peptidfragmenten gemäß der Erfindung
schließen
die Gruppen 1 bis 6 ein, wie in Tabelle 2 unten bezeichnet.
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Diese
Erfindung wird zum Teil auf der unerwarteten Entdeckung der Erfinder
basiert, dass es gewisse Kombinationen von Festphasen-Flüssigphasen-Synthesereaktionen
erlauben, hochreine T-1249- und T-1249-ähnliche Peptide zum ersten
Mal in einem großen
Umfang mit hohem Durchsatz und einer hohen Ausbeute herzustellen.
Insbesondere können
T-1249- und T-1249-ähnliche
Peptide in Übereinstimmung
mit den Verfahren der Erfindung in einem Umfang von einem oder mehreren
Kilogramm synthetisiert werden. Es wurde gefunden, dass durch das
Selektieren der spezifischen T-1249-Peptidfragmente der Erfindung
für Festphasensynthese
das hocheffiziente Koppeln von Festphasentechniken ausgenutzt werden
kann, ohne dass der 3-, 4- oder
sogar 5-fache Überschuss
an Aminosäuren
und Reagenzien verwendet werden muss, der normalerweise für die Festphasensynthese
erforderlich ist. Die Verfahren der Erfindung verwenden nur ungefähr einen
0,5-fachen Überschuss
(ungefähr
1,5 Äquivalente)
an Aminosäuren
bei der Festphasensynthese der Peptidfragmente der Erfindung. Diese
Reduktion in der Menge an Aminosäuren
und Reagenzien macht die Verfahren der Erfindung für die Synthese
von T-1249- und
T-1249-ähnlichen
Peptiden im großen
Umfang geeignet.
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Zusätzlich haben
die Erfinder überraschenderweise
gefunden, dass gewisse Peptidfragmente in der festen Phase bei einer
Beladung von ungefähr > 0,5 mmol pro Gramm
Festphasenharz synthetisiert werden können. Diese Beladung steigert
den Durchsatz gegenüber
dem Ladungsbereich von 0,25 bis 0,35 mmol pro Gramm Harz, der typischerweise
bei der Festphasenpeptidsynthese erreicht wird, signifikant. Ferner
fanden die Erfinder, das das Synthetisieren ausgewählter Peptidfragmente
in der festen Phase unter Verwendung von für Übersäuren sensitivem Harz Peptidfragmente
von ungewöhnlich
hoher Reinheit erzeugt. Chromatographietechniken sind nicht notwendig,
um die gemäß der Erfindung
hergestellten Peptidfragmente zu reinigen; die Fragmente werden
einfach durch Fällungs-
und/oder Pulverisierungsschritte vor der Verwendung hindurchgeführt oder
werden so verwendet, wie sie direkt von dem Harz gewonnen werden.
Die Verwendung eines für Supersäuren empfindlichen
Harzes ermöglicht
es, dass die synthetisierten, geschützten Peptide der Erfindung von
dem Harz abgespalten werden, ohne gleichzeitige Entfernung der Seitenkettenschutzgruppen.
Dies reduziert Unreinheiten und erlaubt es, Peptide, die 10 Aminosäuren oder
mehr umfassen, in hoher Reinheit und Ausbeute zu synthetisieren.
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Das
Verunreinigungsprofil von T-1249 und T-1249-ähnlichen Peptiden, die in der
Lösungsphase
gemäß den Verfahren
der Erfindung durch Koppeln der gemäß der Erfindung erzeugten hochreinen
Peptidfragmente synthetisiert werden, besteht aus Fragmenten, die
nicht koppelten und enthält
signifikant niedrigere Spiegel eng verwandter Deletionsanaloga als
T-1249 und T-1249-ähnliche
Peptide, die mit üblichen
Techniken, z. B. einfach nur Festphasensynthese, synthetisiert worden
sind. Demgemäß sind gemäß der Erfindung hergestellte
T-1249- und T-1249-ähnliche
Peptide viel einfacher zu reinigen als jene, die mit üblichen
Techniken hergestellt worden sind. Insbesondere kann T-1249, hergestellt
gemäß den Verfahren
der vorliegenden Erfindung, leicht auf > 90% Reinheit in einer Chromatographie
mit einem einzigen Durchgang aufgereinigt werden. Zum Beispiel kann
T-1249 in Übereinstimmung
mit den Verfahren der Erfindung in Mengen von 400 g oder mehr unter
Verwendung einer 5-Inch-Säule
gereinigt werden. Im Gegensatz dazu ist T-1249, das unter Verwendung
von üblichen
Festphasensynthesen (SPPS) zubereitet worden ist, sehr schwierig
zu reinigen, was Chromatographie mit mehrfachen Durchgängen erfordert.
Im Wege des Beispiels resultiert die Reinigung von durch SPPS zubereitetem
T-1249 typischerweise in 10 g oder weniger gereinigtem Material
von einer 8-Inch-Säule.
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Die
im Abschnitt 9 unten vorgestellten Beispiele belegen solche kombinatorischen
Synthesen von T-1249-Peptiden voller Länge. Die T-1249- und T-1249-ähnlichen
Peptide und Zwi schenprodukte können
in einem Maßstab
von einem oder mehreren Kilogramm durch die Verfahren der Erfindung
hergestellt werden.
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Die
vorliegenden Erfinder haben ebenfalls unerwarteterweise herausgefunden,
dass Peptide wie T-1249 und andere T-1249-ähnliche Peptide, ebenso wie
gewisse hierin beschriebene Peptidfragmente unter Verwendung von
Materialien mit hoher Kapazität
gereinigt werden können,
wegen der hohen Reinheit von T-1249 nach der Lösungsphasensynthese. Folglich
beschreibt die vorliegende Erfindung noch weiter Verfahren für die Aufreinigung
von Peptiden, insbesondere T-1249 und T-1249-ähnlichen Peptiden, und der
einzelnen Peptidfragmente, welche als Zwischenprodukte bei der Synthese
der gegenständlichen
Peptide wirken.
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3.1 DEFINITIONEN
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Die
hierin verwendeten Aminosäurebezeichnungen
sind üblich
und sind wie folgt:
-
Allgemeine
Aminosäureabkürzungen
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4. KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1:
T-1249-Drei-Fragment-Ansatz. Diese Figur bildet das Schema ab, dem
in den Beispielen, die in den Abschnitten 8 und 9 unten vorgestellt
werden, für
die Synthese von T-1249
voller Länge
gefolgt wird, beginnend mit der Zwischenpeptidfragmentgruppe 1,
wie in Tabelle 2 oben gezeigt, und veranschaulicht ein nicht begrenzendes
Ausführungsbeispiel
der Verfahren der Erfindung.
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5. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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5.1 PEPTIDE VOLLER LÄNGE
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren, Peptidfragmente,
Gruppen von Peptidfragmenten, die verwendet werden können, um
das als T-1249 bekannte Peptid zu synthetisieren. T-1249 ist ein
39 Aminosäurenreste
langes Polypeptid, dessen Sequenz von viralen HIV-1-, HIV-2- und
SIV-gp41-Polypeptidsequenzen abgeleitet worden ist. T-1249 hat die
folgende Aminosäuresequenz:
NH2-WQEWEQKITALLEQAQIQQEKNEYELQKLDKWASLWEWF-COOH
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Es
wird verstanden werden, dass die Verfahren, Fragmente und Gruppen
von Fragmenten und Techniken, die für das Auswählen der Fragmente und Gruppen
von Fragmenten der vorliegenden Erfindung genutzt werden, verwendet
werden können,
um T-1249-ähnliche
Fragmente zusätzlich
zu T-1249 zu synthetisieren. Der Begriff "T-1249-ähnlich", wie er hierin verwendet wird, bedeutet
irgendein HIV- oder Nicht-HIV-Peptid, das in der internationalen
Veröffentlichung
Nr. PCT/US99/11212, angemeldet am 20. Mai 1999, aufgelistet ist.
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Zusätzlich zu
den oben beschriebenen T-1249- und T-1249-ähnlichen Peptiden können die
Verfahren, Fragmente und Fragmentgruppen der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, um Peptide mit modifizierten amino- und/oder carboxyterminalen
Enden zu synthetisieren. Wenn T-1249 als ein Beispiel genommen wird, können solche
Peptide die folgende Formel haben:
X-WQEWEQKITALLEQAQIQQEKNEYELQKLDKWASLWEWF-Z
worin
X für eine
Aminogruppe, eine hydrophobe Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Carbobenzoxyl, Dansyl und t-Butyloxycarbonyl, eine Acetylgruppe,
eine 9-Fluorenylmethoxycarbonyl-(FMOC)-Gruppe
oder eine makromolekulare Trägergruppe,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Lipid-Fettsäure-Konjugaten, Polyethylenglykol
und Kohlenhydraten, steht und Z für eine Carboxylgruppe, eine
Amidgruppe, eine t-Butyloxycarbonylgruppe,
eine Paranitrobenzylestergruppe oder eine makromolekulare Trägergruppe,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Lipid-Fettsäure-Konjugaten, Polyethylenglykol
und Kohlenhydraten steht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
werden die Verfahren der Erfindung verwendet, um das Peptid mit
der obigen Formel zu synthetisieren, worin X eine Acetylgruppe und
Z eine Amidgruppe ist. Techniken für die Addition solcher "X"- und "Z"- Gruppen sind Fachleuten
wohl bekannt.
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In
einem bevorzugten Verfahren können
T-1249- und T-1249-ähnliche
Peptide und Zwischenprodukte unter Verwendung von irgendeiner nicht
auf Kieselsäure
basierenden Säulenpackung
(um die Ladungskapazität
zu maximieren) gereinigt werden, einschließlich, jedoch nicht begrenzt
auf auf Zirkonium basierende Packungen, auf Polystyrol, Polyacrylsäure oder
einem anderen Polymer basierende Packungen, die bei hohen und niedrigen
pH-Bereichen stabil sind. Zum Beispiel befinden sich unter den nicht
mit Kieselsäure
beladenen Säulenpackungen,
die einen breiten pH-Bereich zeigen, der pH-Werte einschließt, die
höher sind
als 7, jene, die von Tosohaas (Montgomeryville, PA) verkauft werden.
Säulen,
die mit solchem Material gepackt sind, können in der Chromatographie
mit niedrigem, mittlerem oder hohem Druck laufen gelassen werden,
gemäß im Stand
der Technik wohl bekannten Standardtechniken.
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Die
in Abschnitt 9 unten vorgestellten Beispiele demonstrieren die erfolgreiche
Synthese von T-1249-Peptiden im Wege des Koppelns der unten in Abschnitt
5.2 beschriebenen Peptidzwischenprodukte.
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5.2 PEPTIDZWISCHENPRODUKTE
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Die
vorliegende Erfindung schließt
ein, ist jedoch nicht begrenzt auf Peptidfragment-Zwischenprodukte
von T-1249 und T-1249-ähnlichen
Peptiden mit spezifischen Aminosäuresequenzen,
wie sie in Tabelle 1 oben aufgelistet sind, und die Gruppen der
Peptidfragment-Zwischenprodukte,
die in Tabelle 2 aufgelistet sind. Solche Peptidzwischenprodukte
unten, insbesondere in Gruppen, wie in Tabelle 2 aufgelistet, können genutzt werden,
um T-1249 und T-1249-ähnliche
Peptide zu produzieren.
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Jede
einzelne oder mehrere der Seitenketten der Aminosäurereste
der Peptidfragmente, die in Tabelle 1 oder 2 aufgelistet sind, können mit
Standardschutzgruppen wie t-Butyl (t-Bu), Trityl (trt) und t-Butyloxycarbonyl
(Boc) geschützt
werden. Die t-Bu-Gruppe ist die bevorzugte Seitenkettenschutzgruppe
für die
Aminosäurereste
Tyr (Y), Thr (T), Ser (S), Glu (E) und Asp (D); die trt-Gruppe ist
die bevorzugte Seitenkettenschutzgruppe für die Aminosäurereste
Gln (Q) und Asn (N); und die Boc-Gruppe ist die bevorzugte Seitenkettenschutzgruppe
für die
Aminosäurereste
Lys (K) und Trp (W).
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Vorzugsweise
werden die Gln-(Q)-Reste der Peptidfragmente der Erfindung mit Trityl-(trt)-Gruppen geschützt. Falls
jedoch eine niedrigere Löslichkeit
von irgendeinem der Peptidfragmente der Erfindung in organischen
Lösungsmitteln
gewünscht
wird, können
die Tritylschutzgruppen von irgendeinem oder mehreren der Glutaminreste
der Fragmente eliminiert werden.
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Vorzugsweise
werden die Asn-(N)-Reste jedes Peptidfragmentes der Erfindung geschützt. Zusätzlich ist
es bevorzugt, dass die Trp-(W)-Reste mit einer Boc-Gruppe geschützt werden.
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Geschützte Peptidfragmente
gemäß den in
Tabelle 1 oben aufgelisteten Peptidformeln 1–5 schließen ein, sind jedoch nicht
begrenzt auf die in Tabelle 3 unten aufgelisteten Verbindungen.
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Irgendeine
oder mehrere der Seitenketten der Aminosäurereste der in Tabelle 3 oben
aufgelisteten Peptide können
mit Standard-Seitenkettenschutzgruppen wie t-Bu, trt und Boc, wie
oben beschrieben, geschützt
werden. Repräsentative
Synthesen der Peptide von Tabelle 3 werden in den Abschnitten 7
und 8 unten vorgestellt, welche die in Abschnitt 5.3 unten diskutierten
allgemeinen Techniken nutzen.
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5.3 PEPTIDSYNTHESE
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Wie
oben diskutiert, werden etliche der einzelnen Peptidfragmente der
Erfindung vorzugsweise unter Verwendung von Festphasensynthesetechniken
hergestellt, während
andere Peptide der Erfindung vorzugsweise unter Verwendung einer
Kombination von Festphasen- und Lösungsphasensynthesetechnik
gemacht werden, wobei diese Synthesen in der Produktion von T-1249
und T-1249-ähnlichen
Peptiden, wie hierin beschrieben, gipfeln. Es wird jedoch verstanden
werden, dass die Peptidfragmente der Erfindung durch im Stand der
Technik wohl bekannte Techniken synthetisiert oder zubereitet werden
können.
Siehe z. B. Creighton, 1983, Proteins: Structures and Molecular
Principles, W. H. Freeman and Co., NY.
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Die
Peptide der Erfindung können
alternativ so synthetisiert werden, dass eine oder mehrere der Bindungen,
welche die Aminosäurereste
der Peptide verknüpfen,
Nicht-Peptidbindungen sind. Diese alternativen Nicht-Peptidbindungen
können
unter Ausnutzen von Reaktionen, die Fachleuten wohl bekannt sind,
gebildet werden und können
einschließen,
sind jedoch nicht begrenzt auf Imino-, Ester-, Hydrazid-, Semicarbazid-
und Azobindungen, um nur ein paar zu nennen.
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In
noch einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung können
T-1249 und T-1249-ähnliche
Peptide, welche die oben beschriebenen Sequenzen umfassen, mit zusätzlichen
chemischen Gruppen, die an ihren Amino- und/oder Carboxylenden vorhanden
sind, synthetisiert werden, so dass z. B. die Stabilität, Reaktionsfähigkeit
und/oder Löslichkeit,
der Peptide erhöht
wird. Zum Beispiel können
hydrophobe Gruppen wie Carbobenzoxyl-, Dansyl-, Acetyl- oder t-Butyloxycarbonylgruppen
zu den Aminotermini der Peptide hinzugefügt werden. Ähnlich kann eine Acetylgruppe
oder eine 9-Fluorenylmethoxycarbonylgruppe an den Aminotermini der
Peptide platziert werden. (Siehe "X"-Modifikation
von T-1249, oben beschrieben.) Zusätzlich kann die hydrophobe
Gruppe t-Butyloxycarbonyl oder eine Amidgruppe an die Carboxylenden
der Peptide angeheftet werden. Ähnliche
kann eine Paranitrobenzylester- oder Benzylestergruppe an den Carboxylenden
der Peptide platziert werden. (Siehe "Z"-Modifikation
von T-1249, beschrieben oben.) Techniken für das Einführen solcher Modifikationen
sind Fachleuten wohl bekannt.
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Ferner
könnten
T-1249 und T-1249-ähnliche
Peptide so synthetisiert werden, dass ihre sterische Konfiguration
geändert
wird. Zum Beispiel kann das D-Isomer von einem oder mehreren der
Aminosäurereste
der Peptide verwendet werden, eher als das übliche L-Isomer.
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Immer
noch weiter kann wenigstens einer der Aminosäurereste der Peptide der Erfindung
durch einen der wohl bekannten, nicht natürlich vorkommenden Aminosäurereste
ersetzt werden. Änderungen
wie diese können
dazu dienen, die Stabilität,
das Reaktionsvermögen
und/oder die Löslichkeit
der Peptide der Erfindung zu steigern.
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Jedes
der T-1249- und T-1249-ähnlichen
Peptide kann synthetisiert werden, um zusätzlich eine makromolekulare
Trägergruppe
zu haben, die kovalent an ihre Amino- und/oder Carboxytermini angeheftet
ist. Solche makromolekularen Trägergruppen
können
z. B. Lipid-Fettsäure-Konjugate, Polyethylenglykol,
Kohlenhydrate oder zusätzliche
Peptide einschließen.
Die oben beschriebene "X"-Modifikation von
T-1249 kann deshalb zusätzlich
irgendeine der obigen makromolekularen Trägergruppen repräsentieren,
die kovalent an den Aminoterminus eines Peptides angeheftet sind,
wobei eine zusätzliche
Peptidgruppe bevorzugt ist. Ähnlich kann
die oben beschriebene "Z"-Modifikation von
T-1249 zusätzlich
irgendeine der oben beschriebenen makromolekularen Trägergruppen
darstellen.
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Vorzugsweise
werden die Peptidfragmente der vorliegenden Erfindung durch Festphasenpeptidsynthese-(SPPS)-Techniken
unter Verwendung von Standard-FMOC-Protokollen synthetisiert. Siehe
z. B. Carpino et al., 1970, J. Am. Chem. Soc., 92(19): 5748–5749; Carpino
et al., 1972, J. Org. Chem., 37(22): 3404–3409. In einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
wird die Festphasensynthese der Peptidfragmente der vorliegenden
Erfindung auf für
Supersäuren
empfindlichen festen Trägern
durchgeführt,
die einschließen,
jedoch nicht begrenzt sind auf 2-Chlortritylchloridharz
(siehe z. B. Barlos et al., 1989, Tetrahedron Letters, 30(30): 3943–3946) und
4-Hydroxymethyl-3-methoxyphenoxybuttersäureharz (siehe z. B. Seiber,
1987, Tetrahedron Letters, 28(49): 6147–6150, und Richter et al.,
1994, Tetrahedron Letters, 35(27): 4705–4706). Sowohl 2-Chlortritylchlorid-
und 4-Hydroxymethyl-3-methoxyphenoxybuttersäureharze können von Calbiochem-Novabiochem
Corp., San Diego, CA, erworben werden.
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Allgemein
werden hierin nicht begrenzende Verfahren für die Herstellung und das Beladen
von Harzen beschrieben, die bei der Festphasenpeptidsynthese genutzt
werden können.
Zusätzlich
beschreiben die in Abschnitt 6 unten vorhandenen Beispiele exemplarisch
Harzzubereitungen.
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Harzbeladung
kann z. B. im Wege der folgenden Techniken durchgeführt werden:
Das Harz, vorzugsweise ein für
Supersäuren
empfindliches Harz, wie das 2-Chlortritylharz, wird in die Reaktionskammer
gefüllt. Das
Harz wird mit einem chlorierten Lösungsmittel wie Dichlormethan
(DCM) gewaschen. Das Bett wird entleert und eine Lösung aus
0,5 bis 1,5 Äquivalenten
einer Aminosäure
mit einem 0,2- bis 0,5-fachen Überschuss an
Diisopropylethylamin (DIEA) in ungefähr 8–10 Volumina Dichlorethan (DCE)
wird hinzugefügt.
Der N-Terminus der Aminosäure
sollte geschützt
sein, vorzugsweise mit Fmoc, und die Seitenkette der Aminosäure sollte,
wo es notwendig oder geeignet ist, geschützt sein. Die Mischung wird
unter Stickstoffbegasung für
2 bis 24 Stunden geschüttelt.
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Es
sollte festgestellt werden, dass ein chloriertes Lösungsmittel
wie DCM oder DCE für
das adäquate Schwellen
des 2-Chlortritylharzes wünschenswert
ist.
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Nach
dem Schütteln
wird das Bett entleert und mit DCM gewaschen. Die aktiven Zentren
auf dem Harz werden mit einer 9:1-MeOH:DIEA-Lösung für ungefähr 20–30 Minuten dem End-Capping unterzogen.
Das Bett wird entleert, viermal mit DCM gewaschen und mit einer
Stickstoffspülung
getrocknet, um das beladene Harz zu ergeben.
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Fmoc
ist die bevorzugte Schutzgruppe für den N-Terminus der Aminosäure. In
Abhängigkeit
davon, welche Aminosäure
geladen wird, kann ihre Seitenkette geschützt sein oder nicht. Zum Beispiel
sollte ihre Seitenkette, wenn Tryptophan (Trp) geladen wird, mit
Boc geschützt
sein. Es ist jedoch nicht notwendig, die Seitenkette von Leucin
(Leu) zu schützen.
Vorzugsweise werden Glutaminsäure
(Glu), Asparaginsäure
(Asp), Threonin (Thr) und Serin (Ser) als t-Butylether oder t-Butylester geschützt und
Tryptophan (Trp) und Lysin (Lys) werden als t-Butoxycarbonylcarbamate (Boc) geschützt. Die
Amidseitenkette von Asparagin (Asn) und Glutamin (Gln) kann mit
Tritylgruppen geschützt
sein oder nicht.
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Die
mit Fmoc geschützten
Aminosäuren,
die beim Laden des Harzes und bei der Peptidsynthese verwendet werden,
sind mit oder ohne Seitenkettenschutzgruppen, wie erforderlich,
von zahlreichen Verkäufern erhältlich,
einschließlich
Senn oder Genzyme. Als eine Alternative zu dem obigen Vorgehen kann
das Harz bereits mit der geeigneten Aminosäure beladen erworben werden.
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Die
in Abschnitt 6 unten vorgestellten Beispiele beschrieben beispielhafte
Harzzubereitungen.
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Festphasensynthesetechniken
können
z. B. gemäß den folgenden,
nicht begrenzenden Techniken durchgeführt werden: Das beladene Harz
wird zu der Reaktionskammer hinzugefügt und mit einem Lösungsmittel,
vorzugsweise Methylenchlorid (DCM; vorzugsweise mit ungefähr 10 Vol.)
unter Stickstoffschütteln
oder Rühren
für ungefähr 15 Minuten
konditioniert, um die Harzperlen anzuschwellen. DCM wird für das adäquate Schwellen
des 2-Chlortritylharzes benötigt.
Das Harzvolumen wird auf das 3–6-fache
in der Reaktionskammer ansteigen, indem die Perlen schwellen, und
die aktiven Zentren entfalten sich und werden für die Reaktion zugänglich.
Nachdem das Harz geschwollen ist, wird das Lösungsmittel von der Reaktionskammer
abgelassen.
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Das
Entfernen der Fmoc-(9-Fluorenylmethyloxycarbonyl)-Schutzgruppe von
dem endständigen
Amin oder dem Harz kann durch Behandeln des Harzes mit zwei Aliquoten
einer 20%igen Lösung
von Piperidin in N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) für ungefähr jeweils 10 Minuten bewerkstelligt
werden. Das Volumen der 20%igen Lösung von Piperidin in NMP,
das für
jede Aliquote benötigt
wird, wird von dem Umfang der abgelaufenen Reaktion abhängen. Das
Harz wird dann 5–7
mal mit Aliquoten von NMP (ungefähr
10 Vol.) gewaschen, um die Fmoc-Nebenprodukte
(das heißt
Dibenzofulven und seine Piperidinanhänge) und das restliche Piperidin
zu entfernen.
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Ein
Chloraniltest kann verwendet werden, um festzustellen, ob das Entfernen
von restlichem Pyridin abgeschlossen ist. Die Chloraniltestlösung wird
durch Hinzufügen
eines Tropfens einer gesättigten
Lösung Chloranil
in Toluol zu ungefähr
1 ml Aceton zubereitet. Die NMP-Waschschritte
können
durch Hinzufügen
eines Tropfens der Waschlösung
zu der Chloraniltestlösung
getestet werden. Eine blaue oder violette Farbe ist ein positives
Anzeichen für
die Anwesenheit von sekundärem
Amin, was anzeigt, dass restliches Piperidin immer noch anwesend
ist. Die NMP-Waschschritte werden solange wiederholt bis die blaue
oder violette Farbe nicht länger
beobachtet wird.
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In
der Zwischenzeit wird die nächste
Aminosäure
in der Sequenz, die zu dem Harz hinzugefügt werden soll, für die Reaktion
an ihrem Carboxyterminus aktiviert. Der Aminoterminus jeder Aminosäure sollte
mit Fmoc geschützt
sein. In Abhängigkeit
davon, welche Aminosäure hinzugefügt wird,
kann ihre Seitenkette geschützt sein
oder nicht. Vorzugsweise werden die Seitenketten von Tyr (Y), Thr
(T), Ser (S), Glu (E) und Asp (P) mit t-Bu geschützt, die Seitenketten von Gln
(Q) und Asn (N) werden mit trt geschützt und die Seitenketten von Lys
(K) und Trp (W) werden mit Boc geschützt. Es ist nicht notwendig,
dass die Seitenketten von Leu oder Ile geschützt werden.
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Die
Aminosäure
kann wie folgt aktiviert werden. Die mit Fmoc geschützte Aminosäure (1,5 Äq.), 1-Hydroxybenzotriazolhydrat
(HOBT) (1,5 Äq.)
und Diisopropylethylamin (DIEA) (1,5 Äq.) werden in einem polaren aprotischen
Lösungsmittel
wie N-Methylpyrrolidinon (NMP), Dimethylformamid (DMF) oder Dimethylacetamid (DMAC)
(ungefähr
7,5 Vol.) bei Raumtemperatur gelöst.
Die Lösung
wird auf 0–5°C abgekühlt und
dann werden O-Benzotriazol-1-yl-N,N,N',N'-tetramethyluroniumhexafluorphosphat
(HBTU) oder O-Benzotriazol-1-yl-tetramethyltetrafluorborat
(TBTU) (1,5 Äq.)
hinzugefügt,
gefolgt von Rühren
für 5–15 Minuten,
um zu lösen.
Es ist wichtig, dass die Aktivierung bei 0–5°C durchgeführt wird, um die Racemisierung
der Aminosäure
zu minimieren. Das HBTU ist das letzte Reagens, das zu der kalten
Lösung
hinzugefügt
wird, da Aktivierung und Racemisierung in seiner Abwesenheit nicht
stattfinden können.
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Die
Lösung
aus aktivierter Aminosäure
wird auf das entleerte Harz geladen, wobei es mit DCM (annähernd 2,5
Vol.) eingewaschen wird. Merke, dass die Aktivierung der Aminosäure in NMP
wegen der Unlöslichkeit
von HBTU in DCM durchgeführt
wird. DCM wird jedoch zu der Reaktion an diesem Punkt hinzugefügt, um das
adäquate
Schwellen der Harzperlen aufrecht zu halten. Die Reaktion wird unter
N2-Begasung für ungefähr 1 Stunde bei 20–30°C geschüttelt. Kopplungsvervollständigung
kann mit einem qualitativen Ninhydrintest, wie unten beschrieben, überwacht
werden.
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Um
den Abschluss der Reaktion unter Verwendung von qualitativem Ninhydrintest
zu überprüfen, kann
eine Probe mit 2–20
mg des Harzes entnommen und mit Methanol sauber gewaschen werden.
Zu der Probe werden 3 Tropfen einer 76%igen Lösung von Phenol in Ethanol,
4 oder 5 Tropfen einer 0,2 mM KCN-Lösung in Pyridin und 3 Tropfen
einer 0,28 M Lösung
Ninhydrin in Ethanol hinzugefügt.
Die Probe wird mit Ethanol auf ein Volumen von ungefähr 0,5 ml
verdünnt
und wird in einen Heizblock bei ungefähr 75°C für 5–10 Minuten gestellt. Eine
blaue oder violette Farbe ist ein positives Anzeichen für die Anwesenheit
freier Amine, was anzeigt, dass Reaktion noch nicht abgeschlossen
ist. Die Probe kann weiter auf ein Volumen von ungefähr 3 ml
verdünnt
werden, um leichter den Grad der Farbänderung in der konzentrierten
Probe zu eichen.
-
Falls
ein positiver Ninhydrintest nach einer Stunde beobachtet wird, wird
die Kopplungsreaktion für eine
zusätzliche
Stunde fortgesetzt. Falls der positive Ninhydrintest nach 3 Stunden fortdauert,
wird das Harz entleert, einmal in annähernd 10 Volumen NMP gewaschen
und die Kopplungsreaktion wird unter Verwendung von 0,5–1 Äquivalenten
aktivierter Aminosäure
wiederholt.
-
Falls
das Harz über
Nacht zwischen den Kopplungszyklen gelagert werden muss, kann das
Harzbett entleert und mit NMP unter einer Stickstoffdecke bedeckt
werden. Alternativ kann das Bett entleert, unter einer Stickstoffdecke
gelagert und dann mit einer DCM-Waschung vor dem Fortschreiten mit
dem nächsten
Kopplungszyklus konditioniert werden. Falls das abgeschlossene Fragment über Nacht
vor dem Abspalten gelagert werden muss, sollte das Harzbett frei
von NMP mit IPA gewaschen werden, da eine signifikante Fmoc-Deprotektionierung
in NMP geschehen kann.
-
Nachdem
das Koppeln als abgeschlossen beurteilt worden ist, wird das Harz
entleert und mit drei Aliquoten (annähernd 10 Vol.) NMP gewaschen.
Der Zyklus wird für
nachfolgende Struktureinheiten (das heißt Aminosäuren) des Peptidfragments wiederholt.
Nach der letzten Kopplungsreaktion wird das Harz mit 4 Aliquoten
(ungefähr
10 Vol.) NMP und dann mit 2 Aliquoten (annähernd 10 Vol.) DCM und 2 IPA
gewaschen. Das harzgebundene Peptid kann mit einer Stickstoffspülung oder
in einem Ofen getrocknet werden.
-
Peptide,
die über
Festphasensynthesetechniken synthetisiert wurden, können abgespalten
und isoliert werden, gemäß z. B.
den folgenden nicht begrenzenden Techniken: Das Peptid kann von
dem Harz unter Verwendung von Fachleuten wohl bekannten Techniken
abgespalten werden. Zum Beispiel können Lösungen von 1% oder 2% Trifluoressigsäure (TFA)
in DCM oder eine Kombination einer 1%- und einer 2%-Lösung TFA
in DCM verwendet werden, um das Peptid abzuspalten. Essigsäure (HOAC),
Salzsäure
(HCl) oder Ameisensäure
können
ebenfalls verwendet werden, um das Peptid abzuspalten. Das spezifische
Abspaltungsreagens, Lösungsmittel
oder Zeit, die für
die Abspaltung benötigt
wird, wird von dem bestimmten abzuspaltenden Peptid abhängen. Nach
der Abspaltung werden die Spaltungsfraktionen Standard-Aufarbeitungsvorgängen ausgesetzt,
um das Peptid zu isolieren. Typischerweise werden die kombinierten
Spaltungsfraktionen unter Vakuum konzentriert, gefolgt von der Rekonstitution
mit polaren aprotischen oder polaren aprotischen Lösungsmitteln wie
Ethanol (EtOH), Methanol (MeOH), Isopropylalkohol (IPA), Aceton,
Acetonitril (ACN), Dimethylformamid (DMF), NMD, DMAC, DCM etc.,
gefolgt von Fällen
oder Kristallisieren mit Antilösungsmittel
wie Wasser oder Hexanen und Sammeln durch Vakuumfiltration. Alternativ
kann das Produkt mit organischen Lösungsmitteln oder Wasser nach
der Isolation des Peptides behandelt werden.
-
Die
in den Abschnitten 7.1 bis 7.6 unten vorgestellten Beispiele präsentieren
Festphasensynthesen von Peptidzwischenprodukten, wie in den Tabellen
1, 2 und/oder 3 gezeigt.
-
Für die Synthese
von T-1249-Peptiden voller Länge
können
die Peptidzwischenprodukte von Tabelle 1 oben miteinander gekoppelt
werden, um das T-1249-Peptid zu ergeben. Zum Beispiel können die
in Tabelle 2 aufgelisteten Gruppen an Peptidzwischenprodukten aneinander
gekoppelt werden, um das T-1249-Peptid voller Länge zu erzeugen. Repräsentative
Beispiele der Synthese von T-1249 voller Länge aus Zwischenpeptidfragmenten
werden in Abschnitt 9 unten vorgestellt und werden schematisch in 1 abgebildet.
-
In
gewissen Ausführungsbeispielen
kann einem Drei-Fragment-Ansatz für die Synthese von T-1249 gefolgt
werden. Eine "Drei-Fragment-Ansatz"-Synthese bezieht
sich auf ein T-1249-Syntheseschema,
das mit drei T-1249-Zwischenpeptidfragmenten beginnt, die synthetisiert
werden und die gekoppelt werden unter Verwendung von Fest- und Flüssigphasensynthesetechniken
zu einem T-1249-Peptid voller Länge.
Zwischenpeptidfragmentgruppen 1, 2, 3 und 4, gezeigt in Tabelle
2 oben, stellen bevorzugte Gruppen dar. 1 bildet
einen beispielhaften Drei-Fragment-Ansatz
ab, der die Peptidzwischenproduktgruppe 1 der Tabelle 2 nutzt, um T-1249
voller Länge
zu synthetisieren. Für
diese Gruppe wird angemerkt, dass der Aminosäurerest 39 (der carboxyterminale
Aminosäurerest
von T-1249) einzeln während
des Fragmentkopplungsvorgangs eingeführt wird. Die Anhäufung des
in 1 gezeigten T-1249-Syntheseschemas wird in dem
in Abschnitt 9.1 vorgestellten Beispiel gezeigt.
-
Lösungsphasenpeptidsynthesetechniken,
die Fachleuten wohl bekannt sind, können für die Synthese der Peptidzwischenfragmente
der Erfindung genutzt werden. Die in Abschnitt 8 vorgestellten Beispiele
beschreiben beispielhafte Lösungsphasenpeptidsynthesen
von Peptidzwischenprodukten, die in den Tabellen 1, 2 und/oder 3
aufgelistet sind. Zum Beispiel werden von den nicht mit Kieselsäure beladenen
Säurenpackungen,
die einen breiten pH-Wert zeigen, der pH-Stabilitätswerte
bei hohem oder niedrigem pH einschließt, welche von Tosohaas (Montgomeryville,
PA) verkauft.
-
6. BEISPIEL: Harzsynthesen
-
6.1. Bevorzugtes beispielhaftes
Verfahren für
das Laden von Aminosäuren
auf 2-CTC-Harz
-
Das
luftempfindliche 2-Chlortritylchloridharz (Senn Chemicals, Lot A
3573, 1 Äq.,
12,0 mmol, 10,0 g) wird zu einem 250-ml-Rundbodenkolben hinzugefügt und unmittelbar
mit einer vorbereiteten Lösung
aus FmocLeuOH (1,0 Äq.,
12 mmol, 4,24 g) und Diisopropylethylamin (5 Äq., 60,0 mmol, 5,20 ml) in
DCM (10 Vol., 100 ml) behandelt. Der Schlamm wird mit einer Kappe
verschlossen und für
3 Stunden gerührt.
Das Lösungsmittel wird
durch Filtration entfernt und das Harz wird mit DCM (5 Vol., 50
ml) gewaschen. Die verbleibenden aktiven Zentren auf dem Harz werden
durch Behandeln des Harzes mit 9:2 MeOH:DIEA (5 Vol., 5,0 ml DIEA
und 45 ml MeOH) für
30 Minuten mit End-Capping versehen. Das Lösungsmittel wird entfernt und
das Harz wird mit 3 × 5
Volumen DCM gewaschen. Das Harz wird auf ein konstantes Gewicht getrocknet,
was 13,2 g beladenes Harz mit einer berechneten Beladung von 0,98
mmol Fmoc-LeuOH
pro Gramm liefert.
-
Dieses
Verfahren kann ebenfalls für
das Laden von FmocTrp(Boc)OH auf 2-CTC-Harz verwendet werden.
-
In
den Abschnitten 6.2–6.3
hierin werden Beispiele beschrieben, in denen Chlortritylchloridharze
mit Aminosäuren
substituiert worden sind, welche in Verbindung mit Festphasensynthese
der hierin beschriebenen Peptide und Peptidzwischenprodukte genutzt
werden können.
Sämtliche
der Peptide und Peptidfragmente der vorliegenden Erfindung können durch
Festphasenpeptidsynthese (SPPS) unter Verwendung der in den Abschnitten
6.2 und 6.3 unten beschriebenen Beladungsvorgänge synthetisiert werden.
-
6.2.
Zubereitung von Fmoc-Trp(Boc)-2-Chlortritylharz
-
Vorgehen:
-
Das
2-Chlortritylchloridharz (25 g, 1 Äq.) wurde in eine 500-ml-Peptidkammer
gefüllt
und mit 250 ml DCM gewaschen. Das Bett wurde entleert und eine Lösung des
Fmoc-Trp(Boc)-OH
(1,5 Äq.)
und des DIEA (1,7 Äq.)
in 10 Volumen DCE wurde hinzugefügt.
Die Mischung wurde unter Stickstoffbegasung für 2 Stunden geschüttelt.
-
Das
Bett wurde entleert und mit 250 ml DCM gewaschen. Die aktiven Zentren
auf dem Harz wurden mit 200 ml einer 9:1 MeOH:DIEA-Lösung für 20 Minuten
mit End-Capping versehen. Das Bett wurde entleert, mit 4 × 250 ml
DCM gewaschen und mit einer Stickstoffspülung getrocknet, um 34,3 g
beladenes Harz zu ergeben.
-
Quantitative
HPLC-Analyse wurde durch Abspalten der Fmoc-Aminosäure von
dem Harz und dem Testen gegen einen Standard durchgeführt. HPLC-Test
des Materials zeigte eine Beladung des Harzes von 0,68 mmol/g.
Säule: | Phenomenox
Jupiter C18; 300 Å;
5 μ |
Durchflussgeschwindigkeit: | 1
ml/Min. |
Detektion: | UV
bei 260 nm |
mobile
Phase: | A:
0,1% wässrige
TFA
B: 0,1% TFA in Acetonitril
65% B isokratisch |
Retentionszeit: | annähernd 14
Minuten |
-
6.3
Zubereitung von Fmoc-Leu-2-Chlortritylharz
-
Vorgehen:
-
Das
Harz wurde in eine 3-Liter-Peptidkammer gefüllt und mit 1,5 DCM gewaschen.
Das Bett wurde entleert und eine Lösung des FmocLeuOH (1,5 Äq.) und
des DIEA (1,7 Äq.)
in 8 Volumen DCE wurde hinzugefügt.
Die Mischung wurde unter Stickstoffhegasung für 2 Stunden geschüttelt.
-
Das
Bett wurde entleert und mit 1,5 l DCM gewaschen. Die aktiven Zentren
auf dem Harz wurden mit 1,5 l einer 9:1 MeOH:DIEA-Lösung für 30 Minuten
mit End-Capping versehen. Das Bett wurde entleert, mit 4 × 1,5 l
DCM gewaschen und mit einer Stickstoffspülung getrocknet, um 345 g beladenes
Harz zu ergeben.
-
Quantitative
HPLC-Analyse wurde durch Abspalten der Fmoc-Aminosäure von
dem Harz und Testen gegen einen Standard durchgeführt. HPLC-Test
des Materials zeigte eine Beladung des Harzes von 0,72 mmol/g.
Säule: | Phenomenox
Jupiter C18; 300 Å;
5 μ |
Durchflussgeschwindigkeit: | 1
ml/Min. |
Detektion: | UV
bei 260 nm |
mobile
Phase: | A:
0,1% wässrige
TFA
B: 0,1% TFA in Acetonitril
65% B isokratisch |
Retentionszeit: | annähernd 8
Minuten |
-
7. BEISPIEL: FESTPHASENSYNTHESE
VON PEPTIDEN
-
Unten
in den Abschnitten 7.1–7.6
werden Beispiele der Festphasensynthese von Peptidzwischenprodukten,
wie in den Tabellen 1, 2 und/oder 3 aufgelistet, vorgestellt.
-
7.1 Bevorzugtes Verfahren
für die
Festphasenpeptidsynthese (SPPS); allgemeines Vorgehen
-
Eine
SPPS-Kammer wurde mit FmocLeu-Harz (1 Äq.) beladen. Das Harz wird
in 5% Piperidin/DCM (7,5 Vol.) mit einer Stickstoffspülung für 15 bis
30 Minuten konditioniert. Das Lösungsmittel
wird abgezogen und das Harz wird mit 2 × 20% Piperidin in NMP (Volumen)
für 30
Minuten behandelt, um die Fmoc-Schutzgruppe zu entfernen. Nach der
zweiten Behandlung mit 20% Piperidin/NMP wird das Harz mit 5–7 × NMP (5 Vol.)
bis zu einem negativen Chloraniltest gewaschen.
-
Währenddessen
werden die nachfolgende Aminosäure
(1,5 Äq.),
HOBT (1,5 Äq.)
und DIEA (1,5 Äq.) in
3:1 NMP/DCM (10 Vol.) vereinigt, es wird ihnen ermöglicht,
sich bei Raumtemperatur vollständig
zu lösen, und
auf 0°C
abgekühlt.
HBTU wird hinzugefügt,
die Lösung
wird für
10–15
Minuten gerührt,
um den Feststoff aufzulösen
und wird dann zu dem Harz hinzugefügt. Die Suspension wird unter
Rühren
unter einer Stickstoffatmosphäre
für 1–3 Stunden
geschüttelt.
Kopplungsvervollständigung
wird mit einem qualitativen Ninhydrintest überwacht. Falls die Reaktion
nach 3 Stunden noch nicht abgeschlossen ist (positiver Ninhydrintest
dauert an), sollte der Reaktor entleert werden und eine erneute
Kopplung sollte mit einer frischen Lösung aktivierter Aminosäure (0,5 Äq.) durchgeführt werden.
Normalerweise wird nach 30 Minuten bis 1 Stunde der erneuten Kopplung
ein negativer Ninhydrintest erhalten. Dieser Zyklus wird für die verbleibenden
Aminosäuren
in dem Fragment wiederholt. Indem sich das Fragment bildet, können die
beiden in den Waschschritten verwendeten Lösungsmittelvolumina um 5 Volumen
erhöht
werden. In dem Fall von AcAA1-12OH wurde das End-Capping mit Essigsäureanhydrid
durchgeführt
durch Behandeln von (HAA1-12-Harz), bei dem das Fmoc entfernt worden
ist, mit Pyridin (5 Äq.)
und dann Essigsäureanhydrid
(5 Äq.)
in 3:1 NMP/DCM (10 Vol.). Nach dem letzten Koppeln wird das Harz
mit 3 × 5–8 Volumina
NMP und dann mit 2 × 10
Volumina DCM gewaschen und auf ein konstantes Gewicht in einem Vakuumofen
bei 40°C
getrocknet.
-
7.2 Bevorzugte Verfahren
für die
Abspaltung des Peptids von Harz
-
Die
Verfahren unten beschreiben die Abspaltung des Peptids AcAA1-12OH
von dem Harz. Dieselben Verfahren können jedoch für die Abspaltung
anderer Peptidfragmente der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
-
Verfahren A: Verwendung
von HOAc
-
Das
Harz (1 g, 0,370 mmol) wurde mit einer Mischung aus AcOH/MeOH/DCM
(5:1:4, 20 Vol., 20 ml) mit Stickstoffbewegung für 1,5 Stunden behandelt und
die Lösung
wurde in einen Rundbodenkolben überführt, gerührt und
mit Wasser (20 Vol.) behandelt. Der resultierende weiße Schlamm
wurde aufkonzentriert (Rotavap, 40°C-Bad), um DCM zu entfernen,
und das Produkt wurde durch Filtration gesammelt. Das Trocknen auf ein
konstantes Gewicht liefert 0,69 g (74%) AcAA1-12OH mit einer Reinheit
von 87 A%. Eine zweite Behandlung des Harzes, wie oben, verschaffte
zusätzlich
0,08 g (8,5%) AcAA1-12OH von weniger reinem Material (83 Oberflächen-%),
was eine gewünschte
Reaktionszeit von knapp > 1,5
Stunden nahe legt.
-
Verfahren B: Verwendung
von TFA
-
Das
Harz (1 Gew.-%, 20 g) wurde mit 5–6 × 1,7 Volumina 1% TFA in DCM
gewaschen, jeweils 3–5 Minuten.
Die 1% TFA/DCM-Waschschritte werden in einem Kolben, der Pyridin
(1:1 Volumenverhältnis
mit dem TFA in dem Waschvorgang) enthält, gesammelt. Die Produkt
enthaltenden Waschlösungen
werden vereinigt (600 ml, 30 Vol.) und das DCM wird durch Destillation
bis zu einem minimalen Topfvolumen (~1/3 des Ausgangsvolumens) entfernt.
Vakuum wird angepasst, um eine Topftemperatur von 15–25°C aufrecht
zu erhalten. Ethanol (6,5 Vol.) wird hinzugefügt und die Destillation wird
fortgesetzt, bis das DCM entfernt ist (wie bestimmt durch einen
Anstieg in der Temperatur des Destillates). Wiederum wird das Vakuum
angepasst, um eine Topftemperatur von 15–20°C aufrecht zu erhalten. Das
Topfendvolumen sollte ungefähr
8–9 Volumina
betragen. Die Lösung
wird auf 5–10°C abgekühlt und
Wasser (6,5 Vol.) wird über
30 Minuten hinweg hinzugefügt, um
das AcAA1-12OH auszufällen.
Der Feststoff wird durch Vakuumfiltration gesammelt und durch Waschschritte
mit Wasser (2–3
Vol.). Der Schlamm wird bei 0–5°C für 30 Minuten
gerührt,
die Feststoffe werden durch Vakuumfiltration gesammelt und auf ein
konstantes Gewicht getrocknet, um 16,80 g AcAA1-12OH in 90%iger Ausbeute
und mit einer Reinheit von 84 Oberflächen-% (A%) zu ergeben.
-
7.3 Bevorzugtes Verfahren
für die
Aufarbeitung von AcAA1-12OH
-
Erhitze
AcAA1-12OH (257-21-1, 3,00 g) in 70 ml Methanol (23,3 Volumina)
bei 65°C
unter Rühren
für 3 Stunden.
Kühle es
auf Raumtemperatur ab und rühre über Nacht.
Saugfiltration und Trocknen auf ein konstantes Gewicht im Vakuumofen
(40°C) ergaben
2,43 g (81%) mit einer Reinheit von 90 A%.
-
HPLC-Bedingungen:
Vydac C8, Katalog Nr. 208TP54, 5 μ,
300 Å,
0,9 ml/Min., 280 nm. A: 0,1% TFA/Wasser, B: eine Mischung aus 80%
I-PrOH/20% Acetonitril und 0,1% TFA. 60–80% B/30 Min. Typische Probenzubereitung:
Löse 1
mg in 0,10 ml NMP, verdünne
mit 1 ml Acetonitril. Injiziere 20 μl in eine 20 μl-Schleife.
-
7.4 SPPS von FmocAA13-26OH
und Abspalten von dem Harz
-
SPPS
von FmocAA13-26 wurde wie oben beschrieben durchgeführt, wobei
mit 6,5 g FmocLeuO-Harz, beladen mit 1,02 mmol/g, gestartet worden
ist. Das Abspaltungsverfahren A oder B ist annehmbar (169/137, 60%
Ausbeute, 85 A%).
-
7.5 Bevorzugtes Aufarbeitungsvorgehen
für FmocAA13-26OH
-
FmocAA13-26OH
(3,60 g, 85 A%) wurde in 15 ml (5 Vol.) Acetonitril auf 78°C erhitzt.
Der Schlamm wurde mit zusätzlichem
Lösungsmittel
behandelt, bis sich die Feststoffe aufgelöst hatten (insgesamt 0,6 ml). Der
Lösung
wurde ermöglicht,
auf Raumtemperatur abzukühlen,
und sie wurde für
7 Stunden gerührt.
Saugfiltration und Trocknen auf ein konstantes Gewicht stellten
2,6 g (72%) FmocAA13-26OH in einer Reinheit von 95 A% bereit.
-
HPLC-Bedingungen:
Vydac C8, Katalog Nr. 208TP54, 5 μ,
300 Å,
0,9 ml/Min., 280 nm. A: 0,1% TFA/Wasser, B: eine Mischung aus 80%
I-PrOH/20% Acetonitril und 0,1% TFA. 60–80% B/30 Min. Typische Probenzubereitung:
Löse 1
mg in 0,10 ml NMP, verdünne
mit 1 ml Acetonitril. Injiziere 20 μl in eine 20 μl-Schleife.
-
7.6 SPPS von FmocAA27-38OH
und Abspalten von dem Harz
-
SPPS
von FmocAA27-38OH wurde wie oben beschrieben durchgeführt, wobei
mit 10 g FmocTrp(Boc)OR, beladen mit 0,75 mmol/g, gestartet worden
ist. Das Abspaltungsverfahren B wurde verwendet (169/120/1, Ausbeute
78%, 87,9 A%).
-
HPLC-Bedingungen:
Vydac C8, Katalog Nr. 208TP54, 5 μ,
300 Å,
0,9 ml/Min., 280 nm. A: 0,1% TFA/Wasser, B: eine Mischung aus 80%
I-PrOH/20% Acetonitril und 0,1% TFA. 60–80% B/30 Min. Typische Probenzubereitung:
Löse 1
mg in 0,10 ml NMP, verdünne
mit 1 ml Acetonitril. Injiziere 20 μl in eine 20 μl-Schleife.
-
8. BEISPIEL: LÖSUNGSPHASENSYNTHESE
VON PEPTIDFRAGMENTEN
-
Unten
in den Abschnitten 8.1 bis 8.4 sind Beispiele der Lösungsphasensynthese
von Peptidzwischenprodukten vorgestellt, wie aufgelistet in den
Tabellen 1, 2 und/oder 3.
-
8.1 Zubereitung des Fragmentes
Fmoc-AA27-39-NH2 durch Lösungsphasenkoppeln von HPheNH2 an Fmoc-AA27-38OH
-
FmocAA27-39NH2 kann durch Umwandeln des Carboxylendes
von FmocAA27-38OH zu einem aktivierten HOBT- oder HOAT-Ester unter
Verwendung von HBTU oder TBTU bzw. HOBT oder HOAT in der Anwesenheit
von DIEA und Phenylalaninamid zubereitet werden. Die Reaktion wird
in einem polaren aprotischen Lösungsmittel
wie DMF oder NMP bei 0 bis 25°C
laufen gelassen. Nach Abschluss der Reaktion werden Alkohol oder
ein wasservermischbares Lösungsmittel
und/oder Wasser hinzugefügt,
um FmocAA27-39NH2 zu fällen.
-
Beispiel:
-
FmocAA27-38OH
(169-120-1, 5,40 g, 1,98 mmol, 1,00 Äq.), HPheNH2 (Bachem,
0,390 g, 2,38 mmol, 1,20 Äq.),
HOBT·H2O (0,330 g, 2,16 mmol, 1,10 Äq.) wurden
in NMP (54 ml, 10 Vol.) gelöst,
mit DIEA (0,16 ml, 0,921 mmol, 1,10) behandelt und bei Raumtemperatur
gerührt,
bis alles gelöst
war (ca. 30 Min.). Die Lösung wurde
unter Verwendung eines Eisbades gekühlt (Innentemperatur = 2–3°C) und HBTU
(0,827 g, 2,18 mmol, 1,10 Äq.)
wurde in einer Portion hinzugefügt,
eine Stunde und dann über
Nacht gerührt.
Die Reaktion kann durch TLC (uv, 10% MeOH/DCM, SM mid Rf Produkt
oben) überwacht
werden. Die tropfenweise Zugabe von Methanol (54 ml, 10 Vol.) und
dann Wasser (54 ml, 10 Vol.) über
einen Zeitraum von einer Stunde bildete einen frei fließenden Feststoff,
der weitere 2 Stunden gerührt
wurde und dann durch Filtration gesammelt wurde. Der Filterkuchen
wurde mit 1:1 Wasser/Methanol (2 × 25 ml) gewaschen. Trocknen über Nacht
im Vakuumofen bei 40°C
lieferte 5,30 g (93%) FmocAA27-39NH2 mit
einer Reinheit von 81 A%. HPLC-Analyse zeigte ebenfalls, dass < 0,2% des Ausgangsmaterials
FmocAA27-38OH vorhanden war. ES pos = 2871 (MH+), ES neg = 2869 (M – 1). Durchschnittliches
MW = 2870.
-
HPLC-Bedingunen:
Vydac C8, Katalog Nr. 208TP54, 5 μ,
300 Å,
0,9 ml/Min., 280 nm. A: 0,1% TFA/Wasser, B: eine Mischung aus 80%
I-PrOH/20% Acetonitril und 0,1% TFA. 60–80% B/30 Min. Typische Probenzubereitung:
Löse 1
mg in 0,10 ml NMP, verdünne
mit 1 ml Acetonitril. Injiziere 20 μl in eine 20 μl-Schleife.
-
8.2 Zubereitung des Fragmentes
HAA27-39NH2 durch Entfernen der Fmoc-Gruppe
-
Die
Fmoc-Schutzgruppe von FmocAA27-39NH2 wird
unter Verwendung einer Base wie Piperidin oder Kaliumcarbonat in
organischen Lösungsmitteln,
wie DCM, DMF, NMP, Methyl-t-butylether
(MTBE), Hexan oder Mischungen davon, entfernt.
-
Beispiel:
-
FmocAA27-39OH
(257-25-1, 4,00 g, 1,39 mmol) wurde in 40 ml (10 Vol.) MTBE und
10 ml (2,5 Vol.) Heptan verschlämmt
und wurde dann mit Piperidin (0,75 ml, 8,34 mmol, 5,5 Äq.) behandelt.
Der Schlamm wurde 12 Stunden gerührt,
zu welchem Zeitpunkt 0,5% Ausgangsmaterial verblieb (HPLC), und
20 ml (5 Vol.) Heptan wurden hinzugefügt. Der frei fließende Schlamm
wurde eine Stunde gerührt,
wurde dann durch Saugfiltration isoliert und mit 3 × 7 ml (2
Vol. bei jedem Waschschritt) mit 1:1 MTBE/Heptan gewaschen und in
einem Vakuumofen bei 40°C
bis zu einem konstanten Gewicht getrocknet, was 3,55 g (96%) an
257-40-1 in einer Reinheit von 83 A% lieferte.
-
HPLC-Bedingungen:
Vydac C8, Katalog Nr. 208TP54, 5 μ,
300 Å,
0,9 ml/Min., 280 nm. A: 0,1% TFA/Wasser, B: eine Mischung aus 80%
I-PrOH/20% Acetonitril und 0,1% TFA. 60–80% B/30 Min. Typische Probenzubereitung:
Löse 1
mg in 0,10 ml NMP, verdünne
mit 1 ml Acetonitril. Injiziere 20 μl in eine 20 μl-Schleife.
-
8.3 Zubereitung von Fmoc-AA13-39-NH2-Fragment durch Lösungsphasenkoppeln von Fragmenten
an Fmoc-AA13-26OH und HAA27-39NH2
-
FmocAA13-39NH2 wird durch Umwandeln des Carboxyterminus
von FmocAA13-26OH zu einem aktivierten HOBT- oder HOAT-Ester unter
Verwendung von HBTU oder TBTU bzw. HOBT oder HOAT in der Anwesenheit
von DIEA und HAA27-39NH2. Die Reaktion wird
in einem polaren, aprotischen Lösungsmittel
wie DMF oder NMP bei 0 bis 25°C
laufen gelassen. Nach Abschluss der Reaktion werden Alkohol oder
ein wassermischbares Lösungsmittel
und/oder Wasser hinzugefügt,
um FmocAA13-39NH2 auszufällen.
-
Beispiel:
-
FmocAA13-26OH
(257-41-1, 3,00 g, 0,8417 mmol, 1 Äq.), HAA27-39NH2 (2,23
g, 0,8417 mmol, 1 Äq.), HOBT-Hydrat
(0,135 g, 0,884 mmol, 1,05 Äq.)
wurden in DMF (25 ml, 30 Min.) gelöst, mit einem Eisbad abgekühlt und
mit DIEA (0,23 ml, 1,33 mmol, 1,50 Äq.) und dann mit HBTU behandelt
(0,335 g, 0,884 mmol, 1,05 Äq.)
und gerührt.
Nach 1 Stunde war die Reaktion zu 90% abgeschlossen, basierend auf
dem Verlust an Ausgangsmaterialien (HPLC) und wurde auf Raumtemperatur
erwärmt.
Nach 4 Stunden wurde zusätzliches
HBTU (0,150 g, 0,395 mmol, 0,5 Äq.)
hinzugefügt
und die Reaktion wurde über
Nacht gerührt.
Methanol (50 ml) und dann Wasser (50 ml) wurden tropfenweise hinzugefügt, wodurch
Klebrigwerden bewirkt wurde, was sich zu einem Schlamm nach 16-stündigem Rühren bei
Raumtemperatur verfestigte. Der Feststoff wurde durch Filtration
gesammelt, mit 2 × 20
ml 1:1 MeOH:Wasser gewaschen und auf ein konstantes Gewicht getrocknet, was
5,18 g (99%) FmocAA13-39NH2 mit einer Reinheit
von 60 A% ergab. Der Feststoff hatte 5 A% jeweils von sauren und
Aminausgangsmaterialien.
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HPLC-Bedingungen:
Vydac C8, Katalog Nr. 208TP54, 5 μ,
300 Å,
0,9 ml/Min., 280 nm. A: 0,1% TFA/Wasser, B: eine Mischung aus 80%
I-PrOH/20% Acetonitril und 0,1% TFA. 60–80% B/30 Min. Typische Probenzubereitung:
Löse 1
mg in 0,10 ml NMP, verdünne
mit 1 ml Acetonitril. Injiziere 20 μl in eine 20 μl-Schleife.
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8.4 Zubereitung des Fragments
HAA13-39NH2 durch Entfernen der Fmoc-Gruppe
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Die
Fmoc-Schutzgruppe von FmocAA13-39NH2 wird
unter Verwendung einer Base wie Piperidin oder Kaliumcarbonat in
organischen Lösungsmitteln,
wie DCM, DMF, NMP, MTBE, Hexan oder Mischungen davon, entfernt.
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Beispiel:
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FmocAA13-39OH
(257-43-1, 0,500 g, 0,0810 mmol, 1 Äq.) wurde in 9 ml (18 Vol.)
2:1 MTBE/Heptan für
30 Minuten verschlämmt
und dann mit Piperidin (40 μl,
0,404 mmol, 5 Äq.)
behandelt. Der Schlamm wurde 2 Stunden gerührt, zu welchem Zeitpunkt 40%
des Ausgangsmaterials verblieben (HPLC). Zusätzliches MTBE (3 ml, 6 Vol.)
und Piperidin (20 μl,
2,5 Äq.)
wurden hinzugefügt
und der Schlamm wurde gerührt
bis < 1% Ausgangsmaterialien
verblieben (16 Stunden). Der Reaktionsschlamm wurde saugfiltriert,
gewaschen mit 2 × 5
ml of 1:1 MTBE/Heptan und auf ein konstantes Gewicht getrocknet,
was 0,40 g (90%) mit einer Reinheit von 60–70 A% lieferte.
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HPLC-Bedingungen:
Vydac C8, Katalog Nr. 208TP54, 5 μ,
300 Å,
0,9 ml/Min., 280 nm. A: 0,1% TFA/Wasser, B: eine Mischung aus 80%
I-PrOH/20% Acetonitril und 0,1% TFA. 60–80% B/30 Min. Typische Probenzubereitung:
Löse 1
mg in 0,10 ml NMP, verdünne
mit 1 ml Acetonitril. Injiziere 20 μl in eine 20 μl-Schleife.
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9. BEISPIEL: Synthese
von T-1249-Peptiden voller Länge
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In
den Abschnitten 9.1–9.2
hierin unten werden Beispiele der Nutzung der Peptidzwischenfragmente vorgestellt,
um T-1249-Peptide voller Länge
zu erzeugen.
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Die
in diesem Abschnitt vorgestellten Beispiele zeigen das erfolgreiche
Koppeln der Festphasen- und Lösungsphasensynthesetechniken,
um ein T-1249-Peptid voller Länge
aus Peptidzwischenfragmenten herzustellen.
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9.1 Zubereitung des Fragmentes
AcAA1-39NH2 durch Lösungsphasenkoppeln von AcAA1-12OH mit HAA13-39NH2
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Der
hier beschriebene Syntheseweg repräsentiert die Anhäufung der
in 1 schematisch dargestellten T-1249-Drei-Fragment-Ansätze. AcAA1-39NH2 kann durch Umwandeln des Carboxyterminus
von AcAA1-12OH zu einem aktivierten HOBT- oder HOAT-Ester unter
Verwendung von HBTU oder TBTU bzw. HOBT oder HOAT zubereitet werden.
Nach Abschluss der Reaktion werden Alkohol oder ein mit Wasser vermischbares
Lösungsmittel
und/oder Wasser hinzugefügt,
um AcAA1-39NH2 auszufällen.
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Beispiel:
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HAA13-39
(257-32-2, 0,409 g, 0,0685 mmol, 1 Äq.), AcAA1-12OH (257-21-1,
0,174 g, 0,0685 mmol, 1 Äq.)
und HOBT-Hydrat (0,013 g, 0,0822 mmol, 1,20 Äq.) wurden in DMF (6,0 ml,
12 Vol., 30 Min.) gelöst.
Die Lösung
wurde mit einem Eisbad und DIEA (18 μl, 0,1028 mmol, 1,5 Äq.), gefolgt
von HBTU (0,031 g, 0,0822 mmol, 1,20 Äq.) abgekühlt. Nach 4-stündigem
Rühren
bei 0°C
wurde Wasser (6 ml) tropfenweise hinzugefügt. Der resultierende Schlamm
wurde 1 Stunde geführt
und wurde dann durch Saugfiltration isoliert. Trocknen über Nacht
in einem Vakuumofen bei 40°C
ergab 0,545 g (94%) an 257-33-1 mit einer Reinheit von ca. 50 A%.
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HPLC-Bedingungen:
Vydac C8, Katalog Nr. 208TP54, 5 μ,
300 A, 0,9 ml/Min., 280 nm. A: 0,1% TFA/Wasser, B: eine Mischung
aus 80% I-PrOH/20% Acetonitril und 0,1% TFA. 60–80% B/30 Min. Typische Probenzubereitung:
Löse 1
mg in 0,10 ml NMP, verdünne
mit 1 ml Acetonitril. Injiziere 20 μl in eine 20 μl-Schleife.
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9.2 Zubereitung von Neben-T-1249
durch Seitenkettendeprotektionierung von AcAA1-39NH2
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Das
in diesem Abschnitt vorgestellte Beispiel zeigt das erfolgreiche
Koppeln von Fest- und
Flüssigphasensynthesetechniken,
um ein T-1249-Peptid aus Peptidzwischenfragmenten zu erzeugen. Insbesondere stellt
der hier beschriebene Syntheseweg den End-Deprotektionierungsschritt des in 1 gezeigten T-1249-Drei-Fragment-Ansatzes
dar. Vorzugsweise werden die Seitenkettenschutzgruppen von AcAA1-39NH2 durch Säurehydrolyse
unter Verwendung von 95/5 Trifluoressigsäure/Wasser und bis zu 5 Gew.-%/Vol.-%
eines Carbokationfängers,
wie Dithiothreitol, Ethandithiol oder Cystin. Das rohe T-1249 wird aus
der Deprotektionierungslösung
durch Zugabe eines Ethers wie MTBE, Diethylether oder Diisopropylether gefällt.
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Beispiel:
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AcAA1-39NH2 (257-33-1, 0,120 g) wurde mit 1,5 ml einer
frisch zubereiteten Lösung
aus TFA:DTT:Wasser (95:5:5) behandelt und bei Raumtemperatur für 4 Stunden
gerührt.
MTBE (annähernd
3 ml) wurde hinzugefügt
und das Präzipitat
wurde durch Saugfiltration gesammelt. Das feine Pulver wurde im
Vakuumofen über
Nacht getrocknet. Dieses Material wurde in 3 ml 50% Acetonitril/Wasser,
enthaltend 1% HOAc, gelöst
und es wurde ihm ermöglicht,
für 15
Stunden zu stehen, um die Decarboxylierung der Indolseitenkette der
Tryptophangruppen zu ermöglichen.
Die Lösung
wurde direkt analysiert und wurde als mit echtem T-1249 co-eluierend
gefunden. Die annähernde
Reinheit betrug 60% durch HPLC.
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HPLC-Bedingungen:
Vydac C8, Katalog Nr. 208TP54, 5 μ,
300 Å,
0,9 ml/Min., 280 nm. A: 0,1% TFA/Wasser, B: eine Mischung aus 80%
I-PrOH/20% Acetonitril und 0,1% TFA. 60–80% B/30 Min. Typische Probenzubereitung:
Löse 1
mg in 0,10 ml NMP, verdünne
mit 1 ml Acetonitril. Injiziere 20 μl in eine 20 μl-Schleife.
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