семаглутид(посилання:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/semaglutide-powder-cas-910463-68-2}.html), білий порошок, CAS 910463-68-2, молекулярна формула C24H30N6O7S, що містить вуглець (C), водень (H), азот (N), кисень (O) і сірку (S). Хімічна структура складається з кількох амінокислот, включаючи дисульфідний зв’язок і численні амінокислотні залишки. Його структура подібна до природного GLP-1, але вона була модифікована для підвищення її стабільності та біологічної активності. Має хорошу розчинність у воді, що дозволяє використовувати його як препарат для підшкірного, внутрішньом'язового або внутрішньовенного введення. Він володіє певним ступенем проникності, що дозволяє йому проникати через клітинну мембрану і проникати в тканини та інші органи.
Семаглутид можна синтезувати різними методами в лабораторії. Нижче наведено деякі поширені методи синтезу:
Основні поняття методу хімічного синтезу:
Хімічний синтез — це метод синтезу малих молекул пептидів у великомолекулярні пептиди за допомогою ряду органічних хімічних реакцій. Цим методом можна отримувати різні види білкових і пептидних препаратів, у тому числі семаглутид.
Етапи методу хімічного синтезу:
1. Синтез маломолекулярних пептидів: по-перше, необхідно розробити амінокислотну послідовність цільового пептидного ланцюга та визначити тривимірну конфігурацію кожного амінокислотного залишку. Потім амінокислотні залишки послідовно додають до пептидного ланцюга за допомогою методів твердофазного або рідкофазного синтезу. У твердофазному синтезі використовується твердофазний носій для фіксації пептидного ланцюга на носії та введення різних амінокислотних залишків у пептидний ланцюг один за одним через захисні групи; Рідкофазний синтез проводять у розчині, контролюючи напрямок синтезу та довжину пептидних ланцюгів за допомогою різних умов реакції та використання захисних груп.
2. Модифікація та обробка: після завершення синтезу маломолекулярних пептидів пептидні ланцюги необхідно модифікувати та обробити. Цей етап передбачає додавання відповідних захисних груп до N- і C-кінців пептидного ланцюга, проведення реакцій циклізації, розрив і модифікацію пептидного ланцюга та інші операції. Ці операції можуть підвищити стабільність і біологічну активність пептидних ланцюгів, а також забезпечити якість і безпеку кінцевого продукту.
3. Розділення та очищення: після модифікації та обробки синтезований пептидний ланцюг потрібно відокремити та очистити. Цей етап включає центрифугування, осадження, фільтрацію, екстракцію та інші операції для відділення синтезованого пептидного ланцюга від інших речовин. Після цього синтезований пептидний ланцюг очищається до високого рівня чистоти за допомогою ряду етапів очищення, таких як іонний обмін, гідрофобна взаємодія, афінна хроматографія тощо.
Біосинтез — це метод експресії цільових пептидних ланцюгів за допомогою технології генної інженерії, який можна застосувати для синтезу семаглутиду. Нижче наведено детальні етапи методу біосинтезу семаглутиду:
1. Розробка та синтез генів цільових пептидних ланцюгів: По-перше, необхідно розробити та синтезувати гени, що містять усі амінокислотні послідовності семаглутиду. Цей ген зазвичай називають «геном-мішенню». У цьому процесі необхідно враховувати такі питання, як ефективність експресії генів і посттрансляційні модифікації.
2. Конструювання вектора експресії: введення цільового гена у вектор експресії є одним із ключових етапів експресії гена. Вектори експресії - це молекули ДНК, які можуть переносити цільові гени в клітини, такі як плазміди, віруси або штучні хромосоми. У цьому процесі необхідно вибрати відповідні вектори експресії та клітини-господарі, щоб забезпечити ефективну експресію цільового гена.
3. Трансформація або трансфекція клітин-господарів: введіть сконструйований вектор експресії в клітину-хазяїн. Цей процес може бути досягнутий шляхом трансформації, трансфекції, інфікування та іншими методами. Зазвичай використовувані клітини-господарі включають бактерії, дріжджі, клітини комах і клітини ссавців.
4. Експресія цільового пептидного ланцюга: цільовий ген експресує відповідний пептидний ланцюг у клітині-хазяїні. Цей процес вимагає контролю відповідних умов експресії, включаючи такі фактори, як температура культивування, склад середовища та час культивування. За відповідних умов клітини будуть синтезувати та виділяти велику кількість цільових пептидних ланцюгів.
5. Розділення та очищення: клітини відокремлюють центрифугуванням, осадженням, фільтрацією та іншими методами, а цільові пептидні ланцюги вивільняються з клітин за допомогою протеолітичних ферментів. Після цього цільовий пептидний ланцюг очищається до високого рівня чистоти за допомогою ряду етапів очищення, таких як іонний обмін, гідрофобна взаємодія, афінна хроматографія тощо.
6. Модифікація та обробка: додайте відповідні захисні та модифікаційні групи до N- та C-кінців цільового пептидного ланцюга для підвищення його стабільності та біологічної активності. Етапи модифікації та обробки можуть збільшити стабільність, біологічну активність і період напіврозпаду семаглутиду.
Ферментативний синтез - це метод використання ферментів для каталізації синтезу пептидного ланцюга в організмах, який можна застосувати для синтезу семаглутиду. Нижче наведені детальні етапи ферментативного синтезу семаглутиду:
1. Сконструюйте цільовий пептидний ланцюг: на основі амінокислотної послідовності семаглутиду сконструюйте цільовий пептидний ланцюг. Під час цього процесу необхідно враховувати такі фактори, як довжина пептидного ланцюга, послідовність амінокислот і модифікуючі групи, щоб визначити оптимальні умови реакції та вибір ферменту.
2. Виберіть відповідний фермент: на основі послідовності та структурних характеристик цільового пептидного ланцюга виберіть відповідний фермент для каталізації синтезу пептидного ланцюга. Зазвичай використовувані ферменти включають аміноацил тРНК синтетазу, транспептидазу, кіназу тощо.
3. Попередники для синтезу пептидних ланцюгів: перетворюйте кожен залишок амінокислоти цільового пептидного ланцюга у відповідну аміноацильну тРНК і додайте їх до реакційної системи. У цьому процесі необхідно контролювати відповідні умови реакції, такі як температура, pH, сила іонів тощо.
4. Ферментативний синтез пептидних ланцюгів: за відповідних умов до реакційної системи додають вибрані ферменти, щоб каталізувати реакцію синтезу пептидних ланцюгів. Під час процесу реакції необхідно контролювати відповідні умови реакції, такі як температура, pH, сила іонів, час та інші фактори.
5. Розділення та очищення: реакційна система розділяється на різні компоненти за допомогою центрифугування, осадження, фільтрації та ряду етапів очищення, таких як іонний обмін, гідрофобна взаємодія, афінна хроматографія тощо, які використовуються для очищення синтезованого пептидного ланцюга. до високого рівня чистоти.
6. Модифікація та обробка: додайте відповідні захисні та модифікуючі групи до N та C кінців синтезованого пептидного ланцюга, щоб підвищити його стабільність та біологічну активність. Етапи модифікації та обробки можуть збільшити стабільність, біологічну активність і період напіврозпаду семаглутиду.
Слід зазначити, що методи ферментативного синтезу повинні враховувати такі фактори, як тип ферменту та специфічність субстрату, а також умови реакції та концентрацію субстрату. Крім того, цей метод вимагає використання спеціального обладнання та приладів для реакцій, розділення та операцій очищення. У той же час, щоб забезпечити якість і безпеку продукції, необхідно суворо дотримуватись відповідних норм і стандартів протягом усього процесу експлуатації.