GLP-1（リンク：https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/glp-1-ペプチド-cas-87805-34-3.html) は 30 個のアミノ酸からなるポリペプチド ホルモンです。 GLP-1に関する徹底的な研究により、ますます多くの合成方法が開発されています。 この記事では、現在知られているGLP-1の合成方法を体系的に紹介します。
方法 1、固相合成:
固相合成は、ペプチドおよびタンパク質の合成に広く使用されている方法であり、GLP-1 の合成にも一般的に使用されます。 固相合成では、最初のアミノ酸を樹脂に結合することによってコア構造が形成されます。 次に、次のアミノ酸を順番に加え、適切な縮合剤と化学反応させます。 最後に、樹脂からポリペプチドを切断することで目的の生成物を得ることができます。
固相合成の重要性は、ペプチド合成の自動化と大規模生産を可能にすることです。 現在主流の固相合成法にはFmoc法とBoc法があります。 このうち、Fmoc法はN-Fmoc保護基を用いてペプチドを保護し、Boc法はtert-ブチルオキシカルボニルを用いてカルボキシル基を保護します。
方法 2、液相合成:
液相合成は、反応物を液相に入れて反応させる伝統的なペプチド合成方法です。 液相合成の利点は、反応条件が穏やかで、敏感な化学構造の修飾に適していることです。 ただし、反応物質が多すぎるため、精製プロセスは比較的面倒です。 液相合成における化学反応には次のようなものがあります。
1. 縮合反応:
縮合反応はペプチド合成における最も基本的な反応の 1 つであり、DCC や HOBt などの縮合剤によって開始されるカルボキシル基がアシル化反応によってアミノ酸のアミノ基に結合します。 反応条件が穏やかで収率が高い。
2. 消去反応:
脱離反応は、NaBH4 および他の還元剤によってメチオニンをジチオールに還元し、不活性にすることです。 反応は塩基性条件下で行う必要があります。
3. 保護基の除去:
ペプチド鎖内のアミノ酸の機能が異なるため、保護には異なる保護基が使用されます。 合成が完了したら、保護基を除去する必要があります。 Fmoc 法の場合、通常、Fmoc を除去するためにピペリジンが使用されます。 一方、Boc 法の場合は、TFA を使用して Boc を除去します。
方法 3、化学合成:
GLP-1 は、重要な生物学的活性を持つポリペプチド ホルモンです。 その合成は様々な方法で行うことができますが、その中でも化学合成が最もよく使われる方法の一つです。 化学合成の利点は、高純度の目的生成物を製造できることであり、大量生産に適しています。 GLP-1の化学合成法と詳細な手順を以下に紹介します。
1. 合成経路と保護基の選択:
GLP-1 分子は、21 個の L 型アミノ酸と 15 個の D 型アミノ酸を含む 36 個のアミノ酸で構成されています。 合成を行う前に、合成条件に応じて適切な合成経路を選択し、対応する保護基を選択する必要があります。 Fmoc固相合成は通常、自動大規模合成に使用されます。 この方法では、保護基として N-9- フルオロイミド カルボキシル保護 (N-Fmoc) を使用しますが、特定の部位を確実に保護するために適切な二次保護基 (tert-ブチルやメチルなど) を選択する必要もあります。 新しいアミノ酸が追加されるたびに、最初に Fmoc 保護基を除去する必要があり、次に次のアミノ酸の保護されたカップリング物質が追加されます。
2. コアアミノ酸配列の合成:
GLP-1 のコア配列は、主要なセリンと 4 つのプロリル-グルタミン酸ジペプチド配列を含む 21 個のアミノ酸で構成されています。 固相合成では、コア配列の合成は次のステップに分割できます。
2.1. 固相合成樹脂に酢酸カルバメート（Fmoc-NH-CH2CO2Et）と2-Cl-Trt-Clを添加し、DIC/NMMカップリング剤と縮合反応を行います。
2.2. 脱保護基反応によりFmoc保護基を除去します。
2.3. 次のアミノ酸を追加し、コア配列が合成されるまでステップ 1 とステップ 2 を順番に繰り返します。
2.4. 固相樹脂上でのペンタペプチド構造の形成。 固相樹脂にアセタール化試薬を加え、N末端認識剤（HBTUなど）と反応させ、補助還元剤としてセリンの側鎖保護基を付加し、Fmoc保護基を除去します。
2.5. Bacillus subtilis transferase (ProTide) の触媒作用により、ペンタペプチド構造はヨード酢酸セリンの前駆体と交換反応を起こします。
3. 残りのアミノ酸配列の合成:
コア配列の合成が完了したら、L型アミノ酸やD型アミノ酸など、残りのアミノ酸を追加し続ける必要があります。 これらのアミノ酸の付加は、コア配列から開始し、配列内の次のアミノ酸を付加し、完全な GLP-1 ポリペプチド分子が合成されるまで、対応する縮合剤を使用して化学反応を実行する必要があります。 この際、必要に応じて適切な保護基を選択し、反応、保護基の除去、アミノ酸の付加という工程を順次行う必要がある。
4.水酸化ナトリウム処理:
すべてのアミノ酸が追加された後、不完全に合成されたペプチド鎖が固相樹脂上に形成され、完全に形成されたペプチド分子を形成するには処理する必要があります。 まず、未形成のペプチドを水酸化ナトリウムで加水分解し、樹脂に元々付いていた C 末端のカルボキシル基を樹脂から外し、水中で保護基を外します。 加水分解反応を経て目的物が得られます。
5. 沈殿と洗浄:
処理後の加水分解液を酸処理して目的物を析出させる。 次に、ペレットを水に再懸濁し、続いて集中的に洗浄して不純物を除去した。
6. 精製:
最終ステップは、通常は高速液体クロマトグラフィーを使用して、目的の生成物の精製です。 このプロセス中に、質量スペクトルで溶液のピークを検出することによって生成物の純度を決定できます。 つまり、GLP-1 の化学合成では、最終的に活性な目的生成物を得るために、複数回の複雑な反応と厳格な精製プロセスが必要になります。
方法 4、生合成:
GLP-1は、インスリン分泌促進、食欲抑制、体重減少、インスリン感受性維持などのさまざまな生理作用をもつ重要なポリペプチドホルモンです。GLP-1の生合成方法は主にL細胞によって合成されます。膵臓に存在し、その合成速度は食事摂取によって調節されます。 詳細な手順は次のように紹介されます。
1. 合成前の準備作業:
GLP-1 の生合成の前に、使用する細胞の種類の決定、培養条件の設定、適切な触媒酵素の選択など、いくつかの準備作業を行う必要があります。 L 細胞は、GIP (グルカゴン様ペプチド 1) と GLP-1 という 2 つのホルモンの前駆体を含むため、GLP-1 合成の主な供給源です。 L細胞はウサギまたはマウスの腸上皮から単離できます。 生合成の前に、細胞を十分な数まで培養する必要があり、十分な栄養素と適切な培養条件を提供する必要があります。 さらに、反応を促進するために適切な触媒酵素を選択する必要があります。
2. 前駆体の合成と処理:
GLP-1 の生合成は主に L 細胞で起こり、その前駆体は 2 つのホルモン、GIP と GLP-1 で構成されます。 内分泌細胞に入った後、GIP と GLP-1 はタンパク質分解酵素によって処理され、個々のペプチドに切断されます。 このプロセスには、前駆体ポリペプチドアシダーゼ (PC2)、イソメラーゼ、後期接着因子などの一連の酵素と補因子が関与しています。
3. ポリペプチドセグメント間の相互変換:
処理後、GIP ペプチドと GLP-1 ペプチドは組み換えられて、GLP-1 ポリペプチドを形成します。 このプロセスでは、グルカゴン様ペプチド 1 (GLP-1) を鋳型として使用し、他の個々のペプチドを結合させて新しい複合ポリペプチドを形成する必要があります。 このプロセスには、プロホルモン コンバーターゼ 1/3 (PC1/3) やカルボキシペプチダーゼ E (CPE) など、いくつかの特定の酵素と因子も必要です。
4. GLP-1の分泌:
GLP-1 は合成および処理された後、内分泌細胞の細胞質および内部小胞に保管されます。 食事によって刺激されると、内分泌細胞は GLP-1 を放出し、微小血管を通って血液循環に入ります。 このプロセスは、cAMP-Ca を含む一連のシグナル伝達経路を通じて調節および制御されます。2プラス等々。
つまり、GLP-1 の生合成には、複数のリンクと因子の共同作用が関与します。 生合成と化学合成を組み合わせることで、GLP-1の研究と生産のためのより良い基盤とサポートを提供できます。
方法 5、酵素合成:
酵素合成は、生物学的酵素の触媒作用によるペプチド鎖の合成です。 酵素合成は従来の液相合成法に比べて室温で行うことができ、原料の選択範囲も広がります。 通常、シータ液体シンターゼ、AEP、ACE などの酵素が合成の触媒として使用されます。
結論として、上記の方法は GLP-1 合成に実行可能な方法です。 異なる実験条件や医薬品生産環境には、異なる方法が適しています。