Peptide Bausteine des Lebens

Allgemeines Peptide haben eine sich wiederholende, amidartige Verknüpfung der Aminogruppe einer Aminosäure mit der Carboxylgruppe einer anderen Aminosäure

Reaktionsschema + + H2O 2 freie Aminosäuren Petidbindung

Vorkommen Antibiotika Toxine Neuropeptide wie das Oxytocin (ruft bei der Geburt die Wehen hervor) oder [Lys8]-Vasopressin (= Adiuretin, regelt die Nierenfunktion)

Einsatz Peptide erfüllen viele Funktionen: Hormone entzündungshemmende oder entzündungsfördernde Wirkung antibiotische und antivirale Peptide

Nomenklatur Dipeptid, Tripeptid Tetrapeptid fortlaufend nach ihren Aminosäuren benannt Die Reihenfolge der Aminosäuren im Peptid heißt die Sequenz Start

Definitionen

Dipeptid chemische Verbindung aus zwei Aminosäureresten durch Hydrolyse in zwei Aminosäuren spaltbar Zwischen den Aminosäuren besteht eine Peptidbindung.

Oligopeptide chemische Verbindungen aus bis zu zehn Aminosäuren Oligopeptide spielen z. B. als Bestandteile von Enzymen bei Entgiftungs-, Transport- und Stoffwechselprozessen eine Rolle.

Polypeptid besteht aus mindestens zehn Aminosäuren Polypeptide sowohl natürlichen Ursprung, als auch synthetisch hergestellt Polypeptide mit über 100 Aminosäuren werden in der Regel als Proteine bezeichnet.

Produktion

Synthese Bildung der Amidfunktion (nucleophiler Angriff) Erschwerend: jeweils zwei Amino- bzw. Carboxylgruppen bei den Aminosäuren

Allgemeines Schema Im allgemeinen erfolgt die Synthese eines Peptids durch a) Einführung entsprechender Schutzgruppen in die Aminosäurebausteine, b) Aktivierung der Carboxylatgruppe, c) Kupplungsreaktion d) abschließende Abspaltung der Schutzgruppen.

SPPS Seit 1963 wird die MERRIFIELD-Technik eingesetzt MERRIFIELD-Technik: die am Stickstoff geschützte Aminosäure wird an einen unlöslichen Träger (Harz) gebunden. Nach Abspaltung der N-Schutzgruppe wird schrittweise die nächste Aminosäure gekuppelt. Zum Abschluß wird das Endprodukt durch Behandlung mit Trifluoressigsäure vom Träger gelöst.

Die einzelnen Reaktionsschritte

Konventionelle Synthese Flüssigphasensynthese: Einsatz löslicher Träger Durchführung Kupplung der Aminosäuren Entfernung überschüssiger Komponenten durch Filtration oder Kristallisation des Polymer-Peptidesters.

Biologisch In der Natur werden Peptide vorwiegend durch die Proteinbiosynthese gebildet. Die Information über die Sequenz ist in der DNA codiert. Die biologische Synthese erfolgt an den Ribosomen.

Reinigung der synthetisierten Peptide SPPS: präparative HPLC Flüssigphasensynthese: Sehr häufig mit Craig-Verteilung

Craig-Verteilung Nach erneuter Gleichgewichtseinstellung enthält nun Trichter 1 noch 1/2 B, Trichter 0 und Trichter 2 je 1/4 B gleichmäßig auf Phase α  und β verteilt, so dass jetzt in Trichter 1 in jeder Phase 1/4 B bzw. dass in den Trichtern 0 und 2 jeweils in beiden Phasen 1/8 B vorliegt. Die leichtere obere Phase vom Trichter 0 wird in Trichter 1 übergeführt. In den Trichter 0 wird wieder die gleiche Menge der reinen Phase nachgefüllt. Vor dem Schütteln enthält nun Trichter Null in der unteren Phase 1/2 B und Trichter 1 in der oberen Phase 1/2 B. Nun wird die Phase β aus dem Trichter 1 in den Trichter 2 überführt und aus Trichter 0 in Trichter 1. Trichter 0 wird erneut mit einem gleichen Volumen reiner Phase β aufgefüllt. Nach dem Schütteln verteilt sich diese Menge an B in beiden Trichtern gleichmäßig auf die obere und untere Phase. Nach Schütteln hat sich das Gleichgewicht eingestellt. Der Stoff wird in Trichter 0 gleichmäßig auf die obere und untere Phase verteilt. Das System der Craig-Verteilung beruht auf der unterschiedlichen Löslichkeit von Produkt und Verunreinigung in den beiden Phasen. In dem vorliegenden Fall enthält Trichter 4 die größte Menge B (etwa 30 %), Trichter 3 und 5 nur geringfügig weniger, der Rest ist entsprechend auf die übrigen Trichter verteilt.

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