Твердофазный пептидный синтез дает возможность химически синтезировать пептиды и белки. Использование этого метода для получения гидрофильных молекул обычно не вызывает никаких затруднений. Однако его применение для синтеза «сложных последовательностей» обычно сопряжено с рядом трудностей. К таким полипептидам относятся жизненно важные, повсеместно присутствующие мембранные белки и их функциональные части, такие как ионные каналы, рецепторы G-белка и другие порообразующие структуры. Методы стандартного синтеза и протоколы лигирования, как правило, недостаточны для успешного синтеза таких сложных последовательностей. Последовательность «сложного» пептида плохо сольватируется, будучи связанным со смолой, что приводит к неполному ацилированию и снятию защиты с N-конца α-аминокислоты.

Часто, неудовлетворительный результат синтеза в таких случаях в некоторой степени предсказуем, поскольку первичная последовательность целевого пептида является основной причиной проблем. Анализ первичных структур пептидов показал наличие участков, состоящих из, по меньшей мере, пяти или более последовательных объемных и гидрофобных аминокислот.

Считается, что основной проблемой синтеза «сложных последовательностей» является агрегация ковалетно связанной с твердой смолой-носителем пептидной цепи. Независимо от того, вызван ли этот процесс межмолекулярными или внутримолекулярными взаимодействиями, результатом является увеличение стерического затруднения на N-конце растущей пептидной цепи. Этот факт в свою очередь приводит к затруднению последующего снятия защиты с N-конца α-аминокислоты и ацилирования. Также установлено, что агрегация пептида «на смоле» происходит из-за формирования вторичной структуры по типу β-складчатого слоя пептидной цепью, связанной со смолой. Это подтверждается тем фактом, что наиболее распространенные последовательности «сложных пептидов» также те, которые наиболее трудно растворяются в водном растворе и проявляют тенденцию к формированию β-листов в растворе.

Вторичная структура β-складчатый слой

Выявлено пять основных факторов, которые способствуют успешному синтезу «трудных пептидов». Это загрузка смолы, тип смолы, степень сольватации матрицы пептид-смола, природа боковых цепей и защитных групп аминокислот и замена Nα-аминокислот.

Сотрудники ООО «АйКьюКемикал» имеют большой опыт в синтезе различных пептидов, в том числе и имеющих тенденцию к формированию β-складчатых слоев.