Monika Woźniak Zastosowanie grupy ochronnej homoargininy w syntezie peptydów. Praca magisterska wykonana w Pracowni Peptydów Promotor: prof. dr hab. Jan Izdebski Opiekun: mgr Danuta Kunce WPROWADZENIE: Grupa guanidynowa jest istotnym składnikiem dużej grupy związków, zarówno naturalnych, jak i syntetycznych, wykazujących aktywność biologiczną. Wprowadzenie grupy guanidynowej do związku powoduje wzrost jego aktywności biologicznej – stąd ogromne zainteresowanie badaczy metodami guanidynylacji. Początkowo w reakcjach guanidynylacji wykorzystywano odczynniki nie zawierające grup ochronnych. Ich wadą była obecność wolnej, niezabezpieczonej grupy guanidynowej, co umożliwiało zachodzenie reakcji ubocznych w środowisku sprzęgania, m.in. acylacji. Kolejne prace naukowców doprowadziły do opracowania metod guanidynylacji wykorzystujących odczynniki zawierające grupy ochronne. Ich zastosowanie pozwoliło na otrzymywanie, z dobrą wydajnością, czystością, zabezpieczonych aminokwasów: pochodnych argininy, a także jej homologu homoargininy, pełniących ważną rolę w wielu peptydach, naturalnych i syntetycznych. Przykładem związku o aktywności biologicznej jest hGH-RH, peptyd składający się z 44 aminokwasów. Wykazano, iż aktywny biologicznie jest jego 29-aminokwasowy fragment. hGH-RH jest stosowany w leczeniu deficytu hormonu wzrostu, terapia z jego wykorzystaniem jest alternatywą dla terapii polegającej na podawaniu hormonu wzrostu. Jak donoszą wyniki badań stosowanie hGH-RH powoduje efekt terapeutyczny nie tylko w okresie podawania związku lecz także po zakończeniu terapii. Związek ten regeneruje i uczynnia przysadkę mózgową – co tłumaczy ogromne zainteresowanie badaczy tym związkiem. Wadą hGH-RH jest brak odporności na trawienie enzymatyczne, m.in. trypsyną. Mała stabilność enzymatyczna peptydu i jego lecznicze właściwości, skłoniły naukowców do syntezy analogów o zwiększonej odporności enzymatycznej, a zatem, zwiększonej aktywności biologicznej. Ogromną rolę w pracach nad syntezą analogów hGH-RH odegrało zastąpienie argininy homoargininą. Uzyskane analogi są odporne na trawienie trypsyną. W ostatnich latach prowadzone są prace mające na celu potwierdzenie użyteczności nowych odczynników guanidynylujących oraz nowych pochodnych argininy i homoargininy w syntezie peptydów. Rozwój metod guanidynylacji o zwiększonej efektywności umożliwia usprawnienie syntezy peptydów zawierających Har/Arg. CEL PRACY: Celem mojej pracy była synteza peptydu zawierającego homoargininę zabezpieczoną nową grupą ochronną o-Cl-Z w pozycjach Nω,Nω’. BADANIA WŁASNE: 1. W pierwszym etapie pracy otrzymałam N,N’-bis(o-Cl-Cbz)-S-metyloizotiomocznik, w tym celu stosowałam poniższą procedurę: Produkt reakcji oczyszczałam przez krystalizację w EtOH, iPrOH, MeOH. 2. Otrzymany produkt zastosowałam do guanidynylacji Nα-Boc-Lys-OH, w wyniku przeprowadzonej reakcji otrzymałam Nα-Boc-Nω,Nω’-bis(o-Cl-Cbz)-Har. Schemat prowadzonej reakcji: R1 = Boc- R2 = (o-Cl-Cbz)- 3. Otrzymaną pochodną homoargininy zastosowałam w syntezie peptydu – fragmentu analogu hGH-RH o sekwencji: Har-Har-Leu-Leu-Gln-Asp-Ile-Nle-Asp-Har-NH2. Syntezę peptydu prowadziłam na żywicy 4-metylobenzhydryloaminowej (MBHA), strategią Boc, do deprotekcji stosowałam 55%TFA w DCM. Aminokwasy sprzęgałam metodą karbodiimidową, stosując DIC (diizopropylokarbodiimid) oraz metodą estrów aktywnych, którą zastosowałam do przyłączenia glutaminy. Po zakończonej syntezie peptyd odszczepiłam od żywicy ciekłym fluorowodorem z dodatkiem anizolu. 4. Ostatnim etapem mojej pracy było oczyszczenie peptydu metodą RP-HPLC i identyfikacja metodą spektrometrii mas. M(C58H107N21O15) = 1338,5 g/mol PODSUMOWANIE: Otrzymałam Nα-Boc-Nω,Nω’-bis(o-Cl-Cbz)-Har wykorzystując N,N’-bis(o-Cl-Cbz)-S-metyloizotiomocznik jako odczynnik guanidynylujący. Pochodną homoargininy zastosowałam w syntezie peptydu – fragmentu analogu hGH-RH, który oczyściłam i potwierdziłam metodą spektrometrii mas. Uzyskane w widmie MS sygnały potwierdzają masę otrzymanego przeze mnie peptydu. Literatura: 1. Rozprawa doktorska: T. Gers, „Pochodne S-metyloizotiomocznika jako reagenty guanidynylujące” 2. Synthesis, 2004, 1, 37-42 3. Journal of Peptide Science, 2005, 11, 60-64 4. Journal of Peptide Science, 2001, 7, 166-172 5. Journal of Peptide Science, 2002, 8, 289-296 6. Journal of Peptide Science, 2004, 10, 524-529 7. Acta Biochimica Polonica, 2004, 51, 51-56 Schemat syntezy peptydu zawierającego otrzymaną pochodną homoargininy: przyłączenie pierwszego Boc-aminokwasu do żywicy deprotekcja (55%TFA w DCM), przyłączenie kolejnych Boc-aminokwasów deprotekcja (55% TFA w DCM) odszczepienie peptydu od żywicy (HF, 0oC, 1godz.)