סמגלוטייד(קישור:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/semaglutide-powder-cas-910463-68-2.html), אבקה לבנה, CAS 910463-68-2, נוסחה מולקולרית C24H30N6O7S, המכילה יסודות פחמן (C), מימן (H), חנקן (N), חמצן (O) וגופרית (S). המבנה הכימי מורכב ממספר חומצות אמינו, כולל קשר דיסולפיד ומספר רב של שאריות חומצות אמינו. המבנה שלו דומה ל-GLP טבעי-1, אך הוא שונה כדי להגביר את היציבות והפעילות הביולוגית שלו. יש לו מסיסות טובה במים, מה שמאפשר להשתמש בו כתרופה להזרקה תת עורית, תוך שרירית או תוך ורידית. יש לו מידה מסוימת של חדירות, המאפשרת לו לחדור לממברנת התא ולהיכנס לרקמות ואיברים אחרים.
ניתן לסנתז את סמגלוטייד בשיטות שונות במעבדה. להלן כמה שיטות סינתזה נפוצות:
מושגים בסיסיים של שיטת סינתזה כימית:
סינתזה כימית היא שיטה לסינתזה של פפטידים מולקולות קטנות לפפטידים מולקולות גדולות באמצעות סדרה של תגובות כימיות אורגניות. ניתן להשתמש בשיטה זו לייצור סוגים שונים של תרופות חלבון ופפטידים, כולל Semaglutide.
שלבים של שיטת סינתזה כימית:
1. סינתזה של פפטידים מולקולות קטנות: ראשית, יש צורך לתכנן את רצף חומצות האמינו של שרשרת פפטידי המטרה ולקבוע את התצורה התלת מימדית של כל שייר חומצות אמינו. לאחר מכן, שאריות חומצות אמינו מתווספות ברצף לשרשרת הפפטידים באמצעות שיטות סינתזה בשלב מוצק או נוזלי. סינתזת פאזה מוצקה משתמשת בנשא פאזה מוצקה כדי לקבע את שרשרת הפפטידים על הנשא, ומכניסה שאריות חומצות אמינו שונות לשרשרת הפפטידים בזה אחר זה דרך קבוצות הגנה; סינתזת שלב נוזלי מתבצעת בתמיסה, השולטת בכיוון הסינתזה ובאורך של שרשראות פפטידים באמצעות תנאי תגובה שונים ושימוש בקבוצות הגנה.
2. שינוי ועיבוד: לאחר השלמת הסינתזה של פפטידים מולקולות קטנות, יש לשנות ולעבד שרשראות פפטידים. שלב זה כולל הוספת קבוצות הגנה מתאימות לקצוות N ו-C של שרשרת הפפטידים, ביצוע תגובות מחזוריות, שבירה ושינוי של שרשרת הפפטידים ופעולות נוספות. פעולות אלו יכולות להגביר את היציבות והפעילות הביולוגית של שרשראות פפטידים, ולהבטיח את האיכות והבטיחות של המוצר הסופי.
3. הפרדה וטיהור: לאחר שינוי ועיבוד, יש להפריד ולטהר את שרשרת הפפטידים המסונתזת. שלב זה כולל צנטריפוגה, משקעים, סינון, מיצוי ופעולות אחרות להפרדת שרשרת הפפטידים המסונתזת מחומרים אחרים. לאחר מכן, שרשרת הפפטידים המסונתזת מטוהרת לרמת טוהר גבוהה באמצעות סדרה של שלבי טיהור כגון חילופי יונים, אינטראקציה הידרופוביה, כרומטוגרפיה זיקה וכו'.
ביוסינתזה היא שיטה לביטוי שרשראות פפטידים מטרה באמצעות טכנולוגיית הנדסה גנטית, הניתנת ליישום לסינתזה של Semaglutide. להלן השלבים המפורטים של שיטת הביוסינתזה של Semaglutide:
1. עיצוב וסינתזה של גנים של שרשרת פפטידים מטרה: ראשית, יש צורך לתכנן ולסנתז גנים המכילים את כל רצפי חומצות האמינו של Semaglutide. גן זה מכונה בדרך כלל 'גן המטרה'. בתהליך זה, יש צורך לשקול סוגיות כגון היעילות של ביטוי גנים ושינויים לאחר תרגום.
2. בניית וקטור ביטוי: החדרת גן המטרה לוקטור הביטוי היא אחד השלבים המרכזיים בביטוי גנים. וקטורי ביטוי הם מולקולות DNA שיכולות להכניס גני מטרה לתאים, כגון פלסמידים, וירוסים או כרומוזומים מלאכותיים. בתהליך זה, יש צורך לבחור וקטורי ביטוי ותאי מארח מתאימים כדי להבטיח ביטוי יעיל של גן המטרה.
3. טרנספורמציה או טרנספקציה של תאי מארח: החדרת וקטור הביטוי הבנוי לתא המארח. תהליך זה יכול להיות מושגת באמצעות טרנספורמציה, טרנספקציה, זיהום ושיטות אחרות. תאי מארח בשימוש נפוץ כוללים חיידקים, שמרים, תאי חרקים ותאי יונקים.
4. ביטוי של שרשרת פפטיד מטרה: גן המטרה מבטא את שרשרת הפפטידים המתאימה בתא המארח. תהליך זה דורש שליטה בתנאי ביטוי מתאימים, כולל גורמים כגון טמפרטורת התרבית, הרכב בינוני וזמן התרבית. בתנאים מתאימים, התאים יסנתזו ויפרישו כמות גדולה של שרשראות פפטידי מטרה.
5. הפרדה וטיהור: התאים מופרדים בצנטריפוגה, משקעים, סינון ושיטות נוספות, ושרשראות הפפטידים היעד משתחררות מהתאים באמצעות אנזימים פרוטאוליטיים. לאחר מכן, שרשרת הפפטידים היעד מטוהרת לרמת טוהר גבוהה באמצעות סדרה של שלבי טיהור כגון חילופי יונים, אינטראקציה הידרופוביה, כרומטוגרפיה זיקה וכו'.
6. שינוי ועיבוד: הוסף קבוצות הגנה ושינוי מתאימות לקצוות ה-N וה-C של שרשרת הפפטידים היעד כדי להגביר את היציבות והפעילות הביולוגית שלה. שלבי השינוי והעיבוד יכולים להגביר את היציבות, הפעילות הביולוגית ומחצית החיים של Semaglutide.
סינתזה אנזימטית היא שיטה לשימוש באנזימים כדי לזרז סינתזת שרשרת פפטידים באורגניזמים, אותה ניתן ליישם על סינתזה של Semaglutide. להלן השלבים המפורטים לסינתזה האנזימטית של Semaglutide:
1. עיצוב שרשרת פפטיד מטרה: בהתבסס על רצף חומצות האמינו של Semaglutide, עיצוב שרשרת פפטיד המטרה. במהלך תהליך זה, יש לקחת בחשבון גורמים כמו אורך שרשרת הפפטידים, רצף חומצות אמינו וקבוצות משתנות כדי לקבוע את תנאי התגובה האופטימליים ובחירת האנזים.
2. בחר את האנזים המתאים: בהתבסס על הרצף והמאפיינים המבניים של שרשרת הפפטידים היעד, בחר את האנזים המתאים כדי לזרז את הסינתזה של שרשרת הפפטידים. אנזימים נפוצים כוללים aminoacyl tRNA synthetase, transpeptidase, kinase וכו '.
3. מבשרים לסינתזה של שרשראות פפטידים: המירו כל שייר חומצות אמינו של שרשרת פפטידי המטרה ל-tRNA אמינו אציל תואם והוסיפו אותם למערכת התגובה. בתהליך זה, יש צורך לשלוט בתנאי תגובה מתאימים, כגון טמפרטורה, pH, חוזק יונים וכו'.
4. סינתזה אנזימטית של שרשראות פפטידים: בתנאים מתאימים מוסיפים אנזימים נבחרים למערכת התגובה כדי לזרז את תגובת הסינתזה של שרשראות פפטידים. במהלך תהליך התגובה, יש לשלוט בתנאי תגובה מתאימים, כגון טמפרטורה, pH, חוזק יונים, זמן וגורמים נוספים.
5. הפרדה וטיהור: מערכת התגובה מופרדת לרכיבים שונים באמצעות צנטריפוגה, משקעים, סינון וסדרה של שלבי טיהור, כגון חילופי יונים, אינטראקציה הידרופוביה, כרומטוגרפיה זיקה וכו', משמשים לטיהור שרשרת הפפטידים המסונתזת. לרמת טוהר גבוהה.
6. שינוי ועיבוד: הוסף קבוצות הגנה ומשנות מתאימות לקצוות N ו-C של שרשרת הפפטידים המסונתזת כדי להגביר את היציבות והפעילות הביולוגית שלה. שלבי השינוי והעיבוד יכולים להגביר את היציבות, הפעילות הביולוגית ומחצית החיים של Semaglutide.
יש לציין ששיטות סינתזה אנזימטיות צריכות להתחשב בגורמים כמו סוג האנזים וסגוליות המצע, כמו גם תנאי תגובה וריכוז המצע. בנוסף, שיטה זו דורשת שימוש בציוד ובמכשירים ספציפיים לפעולות תגובות, הפרדה וטיהור. יחד עם זאת, על מנת להבטיח איכות ובטיחות המוצר, יש צורך בעמידה קפדנית בתקנות ובתקנים הרלוונטיים לאורך כל תהליך הפעולה.