ברמלנוטיד(קישור:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/bremelanotide-powder-cas-189691-06-3.html) הוא הורמון פוליפפטיד סינתטי שמבנהו דומה ללפטין, טירוזין ומלנין העור הקיימים באופן טבעי בגוף האדם. כסוג חדש של תרופה, ל-Bremelanotide יש תפקיד מווסת והוא משמש לעתים קרובות בטיפול בהפרעות זיקפה ובחשק המיני. תרחישי השימוש בחיי היומיום הופכים נרחבים יותר ויותר. עם מחקר מעמיק של אנשים עליו, אנשים גילו סוגים רבים של שיטות הסינתזה שלו, אשר ינותחו אחת לאחת להלן.
1. מסונתז מ-L-tyrosine:
בשיטת הסינתזה המקורית, המבנה של Bremelanotide התקבל על ידי עיוות L-tyrosine. ראשית, L-tyrosine הופך ל-dipeptidyl-L-tyrosine (Boc-Tyr(OCO)2-OH) בנוכחות חומצה הידרופלואורית, כאשר Boc מייצג את קבוצת הסוקסינימידומתיל (t-butoxycarbonyl). לאחר מכן, הוסף אלכוהול בנזיל (PhCH2OH), 1-(3-diethylaminopropoxy)-2-(2-methazolyl)ethane (EDC), ו-N-hydroxybutanediol ב-tetrahydrofuran (THF) ריאגנטים כגון אימיד (HOBt) יכול לשלב dipeptidyl-L-tyrosine עם פסאודופפטיד אלנין (Phe-Aib-Aib-Lys(Ac)-Gly-Lys(Ac)-Aib-Leu-NH2) סונתז לתוך Bremelanotide.
(1) המרה של L-tyrosine ל-dipeptidyl-L-tyrosine:
ראשית, המיס L-tyrosine במים והוסף כמות מתאימה של חומצה הידרופלואורית. בדרך כלל, הריכוז של L-tyrosine הוא 1M וכמות החומצה ההידרופלואורית היא 5-10%. התערובת הורתה לעמוד ב-0-4 מעלות למשך שעה אחת ולאחר מכן כבתה.
לאחר מכן, קומפלקס L-tyrosine-hydrofluoric acid שהושג הוסף טיפה לטטרה-הידרופורן. במקביל, נוספה כמות מתאימה של ריאגנטים לתגובה כגון אלכוהול בנזיל, EDC ו-HOBt לטטרה-הידרופורן. לאחר עמידה של שעתיים תחת ערבוב, ניתן להשיג dipeptidyl-L-tyrosine (Boc-Tyr(OCO)2-OH).
(2) תגובה של dipeptidyl-L-tyrosine עם פסאודופפטיד אלנין:
ממיסים את dipeptidyl-L-tyrosine שהתקבל ב-N,N-dimethylformamide (DMF) והוסיפו את הפסאודופפטיד אלנין. תנאי התגובה כוללים טמפרטורה, זמן תגובה וריכוז מגיבים וכו'. גורמים אלו ישפיעו על התפוקה והטוהר של המוצר. בריכוז של 225 גרם/ליטר, היחס בין Boc-Tyr(OCO)2-OH לפסאודופפטיד אלנין היה 1:30.
לאחר ערבוב ועמידה ב-N,N-dimethylformamide במשך 24 שעות, תמיסת התגובה נשפכה למי קרח והושקה בתמיסת אלדהיד חומצית. התוצאה היא התוצר הסופי של Bremelanotide.
לשיטת הסינתזה יש בעיקר את היתרונות הבאים: טוהר מוצר גבוה ותהליך ייצור פשוט. אבל לשיטה זו יש גם כמה חסרונות, כמו זמן רב, עלות גבוהה וכן הלאה.
2. סינתזה של שלב מוצק:
סינתזה מוצק היא כיום אחת השיטות הסינתטיות הנפוצות ביותר עבור Bremelanotide, והיא גם שיטה סינתטית מרכזית בתחום סינתזת הפפטידים. בשיטות שלב מוצק, שרשראות פוליפפטידים נבנות על ידי הוספות עוקבות של יחידות חומצות אמינו. ראשית, יחידת חומצות האמינו הראשונה עוברת שינוי לקבוצה מגבילה N-ללא מתכלה (כגון Fmoc), אשר מחוברת לאחר מכן למדיום הנקבובי. לאחר מכן, על ידי החדרת קבוצת הגנה על חומצה אקרילית, תגובת אצילציה ושלבים נוספים, כל יחידת חומצות אמינו מתווספת על המדיום הנקבובי, ושרשרת פוליפפטידים שלמה נבנית בהדרגה. לבסוף, בשלבים של הסרת קבוצת N-הגנה, דניטריפיקציה וכו', ניתן להכין שרשרת פוליפפטידית Bremelanotide עם רצף ספציפי.
לשיטת סינתזה מוצק יש בעיקר את היתרונות הבאים: יעילות גבוהה וקצב ניצול גבוה של חומרי גלם. אך לשיטה הסינטטית הזו יש גם כמה חסרונות, כגון נדרשים שלבי ייבוש וכביסה מרובים בתהליך הייצור, ושלבים אלו יובילו לירידה באיכות המוצר.
3. סינתזה של שלב נוזלי:
סינתזת שלב נוזלי היא שיטת סינתזה נוספת של Bremelanotide, המתבצעת באמצעות מערכת תגובה נוזלית. השלבים העיקריים של שיטת הסינתזה כוללים סינון חומרי גלם, עיצוב מולקולות תרופה, בחירת מסלול סינתזה, תגובה, טיהור וכדומה. בהשוואה לסינתזה בשלב מוצק, שיטת סינתזה של פאזה נוזלית יכולה להשיג Bremelanotide עם טוהר ופעילות ביולוגית גבוהה יותר. בשיטת סינתזת השלב הנוזלי, ריאגנטים התגובה הנפוצים הם דיהידרוקסיאתיל מרקפטן (EDT), חומר אתוקסיקרבונילציה (EEDQ), תיואצטיל כלוריד וכו'.
לשיטת סינתזת השלב הנוזלי יש בעיקר את היתרונות הבאים: פעולה פשוטה וטוהר מוצר גבוה. עם זאת, לשיטת סינתזה זו יש גם כמה חסרונות, כגון תקופת סינתזה ארוכה יותר ועלות גבוהה יותר.
4. סינתזה פיזיקוכימית:
בשיטת הסינתזה הפיזיקוכימית, Bremelanotide מסונתז בשיטות פיזיקליות וכימיות. לשיטה זו יש בעיקר שתי גישות שונות: האחת היא לממש את הסינתזה של Bremelanotide באמצעות פעולה חוזרת ונשנית של טרנספורמציה של פאזה מוצק-נוזל; השני הוא לקדם את ההרכבה העצמית והפילמור של שרשראות פוליפפטידים באמצעות דחיסה פיזית ומכאנית, ובכך לסנתז את Bremelanotide.
מנגנון תגובה:
הסינתזה של Bremelanotide היא בעיקר על ידי המרת L-tyrosine ל-L-phenolic acylate, לאחר מכן סינתזה של ה-L-phenolic acylate והפסאודופפטיד, ולבסוף השגת המוצר. מנגנון התגובה הוא כדלקמן:
(1) המרה של L-tyrosine ל-L-phenol acylate:
L-tyrosine מגיב עם נתרן אזיד בתמיסת THF ליצירת L-phenol acylate. נתרן אזיד ימיר את קבוצת ההידרוקסיל בטירוזין לקבוצת אזיד, ולאחר מכן טיפול חומצי ימיר את קבוצת האזידים לאצילט פנולי.
(2) L-phenol acylate הופך לחומצה כלוריד:
L-phenolic acylate מגיב עם אצטיל כלוריד ב-THF כדי לייצר חומצה כלוריד. פי חמישה מהכמות של TBHS היא לספוג את ה-HCl שנוצר. כלורידי חומצה הם תוצרי ביניים של תגובה שנדרשים לתגובות עוקבות.
(3) סינתזה של חומצה כלוריד ופסאודופפטיד:
חומצת הביניים כלוריד מגיב עם הפסאודופפטיד ב-DMF כדי ליצור את שרשרת הפוליפפטיד של Bremelanotide. מה שקורה בשלב זה הוא תגובת עיבוי אנהידריד, שבה HOBt הוא הזרז.
(4) טיהור וניתוח של המוצר:
יש גם לטהר ולנתח את המוצר הסופי כדי להבטיח את טוהר ואיכות התרכובת.
לשיטת הסינתזה הפיזיקוכימית יש בעיקר את היתרונות הבאים: פעולה פשוטה ותקופת הכנה קצרה. עם זאת, לשיטה סינתטית זו יש גם כמה חסרונות, כמו טוהר מוצר נמוך ומגוון מוצר לא מספיק.
לסיכום, שיטות הסינתזה של Bremelanotide הן מגוונות וגמישות, והבחירה תלויה בגורמים רבים, כגון תנאי תגובה, עלות סינתזה וזמן תגובה וכו'. ללא קשר לשיטה בה משתמשים, תנאי תגובה יציבים ומוצרים בעלי טוהר גבוה הם מפתחות לסינתזה מוצלחת של Bremelanotide.