Гонадорелинпредставляет собой пептидный гормон, состоящий из 10 аминокислотных остатков, с молекулярной формулой C53H74N16O13 и относительной молекулярной массой 1218,36. Это белый или почти белый порошок, почти без запаха и вкуса. Растворим в разбавленных кислотных и щелочных растворах, но нерастворим в органических растворителях и воде. Практически нерастворим в чистой воде, но растворим в кислых или щелочных растворах. Он обладает высокой кристалличностью и может кристаллизоваться в различных формах, в том числе игольчатых, пластинчатых и т. д. Молекулярная структура состоит из 10 аминокислотных остатков, в том числе 5 остатков L-аминокислот и 5 остатков D-аминокислот. Эти аминокислотные остатки соединяются пептидными связями, образуя полипептидные цепи. В молекулярной структуре чередующееся расположение остатков D-аминокислот и остатков L-аминокислот образует относительно симметричную структуру. Как пептидный гормон он обладает относительно стабильными химическими свойствами. При подходящих условиях он не склонен к химическим реакциям, таким как гидролиз и окисление. Однако при определенных условиях, таких как сильные кислоты, основания или высокие температуры, гонадорелин может претерпевать некоторые химические изменения, такие как разрыв боковой цепи, сшивание и т. д.
(Ссылка на продукт: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/gonadorelin-powder-cas-34973-08-5.html )
Вышеуказанный метод лабораторного синтеза гонадорелина в основном включает следующие этапы и уравнения их химических реакций:
1. Подготовьте реакционный сосуд и реагенты: добавьте PSS и деионизированную воду в трехгорлую колбу и добавьте EDOT при механическом перемешивании. PSS представляет собой полистиролсульфонат натрия, полимерную смолу, которая может взаимодействовать с функциональными группами, такими как карбоксильные и аминогруппы, и обычно используется в твердофазном синтезе пептидов. ЭДОТ — это широко используемое эпоксидное соединение, которое может реагировать с функциональными группами, такими как аминогруппы.
2. Окислитель запускает реакцию: добавьте водный раствор окислителя, такого как персульфат натрия и сульфат железа, через воронку с постоянным перепадом давления. Персульфат натрия является сильным окислителем, который может окислять ЭДОТ с образованием соответствующих эпоксидных соединений. Сульфат железа может служить катализатором ускорения реакции окисления. В этот момент EDOT в реакционном сосуде реагирует с PSS с образованием соответствующего эпоксидного соединения.
3. Твердофазный синтез пептидов: при механическом перемешивании растущие пептидные цепи отделяются от носителя и удлиняются. Этот этап обычно включает добавление подходящих растворителей, носителей пептидной цепи и других необходимых реагентов, таких как аминокислоты, агенты конденсации и т. д.
4. Разделение и очистка. Разделение и очистка проводятся посредством колоночной хроматографии для удаления непрореагировавшего ЭДОТ, ПСС и других примесей. Колоночная хроматография — широко используемый метод разделения и очистки, который обеспечивает разделение путем изменения коэффициентов распределения различных веществ между неподвижной и подвижной фазами.
5. Тестирование и анализ качества. Наконец, проведите тестирование качества и чистоты, чтобы подтвердить, что синтезированный гонадорелин соответствует требованиям. Масс-спектрометрия, ядерный магнитный резонанс, высокоэффективная жидкостная хроматография и другие методы обычно используются для определения качества и чистоты.
Уравнение химической реакции выглядит следующим образом:
(CH3)2С(О)СН2СН(ОН)СН2ОН + 2Нет2S2O8 → (СН3)2С(О)СН2СН(ОН)СН2O2Нет+ 2Нет2ТАК4
(CH3)2С(О)СН2СН(ОН)СН2O2Na+PSS-COOH → PSS-CO-[(CH3)2С(О)СН2СН(ОН)СН2ОН] + NaOH
PSS-CO-[(CH3)2С(О)СН2СН(ОН)СН2ОН] + Ч2НР-НХ2->PSS-CO-[(CH3)2С(О)СН2СН(ОН)СН2OH]- R-NH2 + NaOH
Среди них (CH3)2С(О)СН2СН(ОН)СН2OH представляет собой EDOT, PSS-COOH представляет собой карбоксильную конечную точку PSS, а H2N-R-NH2 представляет собой аминокислоты. Конкретные химические реакции могут варьироваться в зависимости от условий эксперимента.
Метод объединения фрагментов представляет собой широко используемый метод химического синтеза, который можно использовать для синтеза пептидных гормонов, таких как гонадорелин. Ниже приведены подробные этапы метода объединения фрагментов и соответствующие ему химические уравнения:
1. Синтез фрагментов
В методе комбинации фрагментов первым шагом является синтез различных фрагментов, составляющих пептидные гормоны. Фрагменты обычно синтезируют с использованием методов твердофазного синтеза или жидкофазного синтеза.
Твердофазный синтез является широко используемым методом синтеза фрагментов. В этом методе в качестве носителя используется твердофазный носитель (например, полистироловая смола), а длина пептидной цепи постепенно увеличивается за счет реакции роста цепи.
Жидкофазный синтез является относительно ранним методом синтеза фрагментов. В этом методе в качестве сырья используются различные аминокислоты, а длина пептидной цепи постепенно увеличивается за счет реакции конденсации.
Химическое уравнение:
Если взять в качестве примера метод твердотельного синтеза и предположить, что синтезируется сегмент пептидной цепи, состоящий из четырех аминокислот, для его представления можно использовать следующее химическое уравнение:
СООХ-НХ-СН2-СН2-СН2-СН2-CO-NH-CH(CH3)-СООН → СООН-NH-CH2-СН2-СН2-CO-NH-CH (CH3) - СООН + Н2O
Среди них COOH-NH-CH2-СН2-СН2-COOH представляет собой исходную аминокислоту (например, лизин), NH2-СН(СН3)-COOH представляет собой вторую аминокислоту (например, аланин), а COOH-NH-CH2-СН2-СН2-СН2-CO-NH-CH(CH3)-COOH представляет собой синтезированный фрагмент пептидной цепи.
2. Соединение фрагментов
После завершения синтеза фрагментов необходима реакция соединения для соединения каждого фрагмента с получением конечного пептидного гормона. DCC (дициклогексилкарбодиимид) обычно используется в качестве линкера для ускорения реакции соединения.
Химическое уравнение:
Предполагая, что два синтезированных пептидных фрагмента A и B должны быть соединены, для представления можно использовать следующее химическое уравнение:
СООХ-НХ-СН2-СН2-СН2-СН2-CO-NH-CH(CH3)-СООН + NH2-СН(СН3)-СООН → СООН-NH-CH2-СН2-СН2-СН2-CO-NH-(CH (CH3)-СООН)2 +H2O
Среди них COOH-NH-CH2-СН2-СН2-СН2-CO-NH-(CH (CH3)-СООН)2 представляет собой пептидный гормон после соединения.
Следует отметить, что каждая стадия реакции в методе объединения фрагментов требует подбора соответствующих растворителей и реагентов, обеспечивающих плавное протекание реакции и чистоту продукта. Кроме того, на стадии соединения фрагментов необходимо подобрать соответствующие линкеры и условия реакции, чтобы обеспечить эффективность реакции соединения и чистоту продукта.
Гонадорелин — пептидный гормон, имеющий широкое клиническое применение. Однако из-за сложности механизма действия и индивидуальных различий применение гонадорелина по-прежнему сталкивается с определенными трудностями.
Во-первых, хотя гонадорелин играет важную роль в стимулировании секреции гонадотропинов и развитии репродуктивных органов, механизм его действия еще полностью не изучен. Поэтому необходимы дальнейшие исследования для выяснения механизма его действия, чтобы лучше понять его физиологические и фармакологические эффекты.
Во-вторых, существуют индивидуальные различия в терапевтической эффективности Гонадорелина. Некоторые пациенты могут плохо реагировать на лечение гонадорелином, что может быть связано с такими факторами, как генетический фон пациента, образ жизни и другие заболевания. Поэтому необходимы дальнейшие исследования для определения этих влияющих факторов, чтобы лучше прогнозировать реакцию пациентов.
Кроме того, процесс синтеза и производства гонадорелина относительно сложен, и необходимо разработать более эффективные методы синтеза и производства для повышения выхода и чистоты. Между тем, из-за небольшой молекулярной массы гонадорелина его стабильность низкая, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как улучшить его стабильность.
Несмотря на эти проблемы, Гонадорелин по-прежнему имеет широкие перспективы для развития. Благодаря постоянному прогрессу науки и техники и накоплению опыта клинического применения мы можем рассчитывать на больший прогресс в исследованиях и лечении гонадорелина в будущем. Например, изучая его механизм действия и влияющие факторы, мы можем лучше понять его физиологические и фармакологические эффекты, тем самым предоставляя пациентам более эффективные варианты лечения. Между тем, совершенствуя методы синтеза и производства, мы можем повысить выход и чистоту, тем самым снижая затраты на обработку и улучшая доступность.