王小青,鄭 霄,尹志峰,王良友(河北省中藥研究與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/承德醫(yī)學(xué)院中藥研究所,河北承德 067000)
Fmoc固相合成生長(zhǎng)激素釋放肽-2
王小青,鄭 霄,尹志峰,王良友
(河北省中藥研究與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/承德醫(yī)學(xué)院中藥研究所,河北承德 067000)
GHRP-2;Fmoc固相合成;純化
生長(zhǎng)激素釋放肽(GHRP)于20世紀(jì)70年代末、80年代初依據(jù)蛋氨酸-亮氨酸腦啡肽的結(jié)構(gòu)首次合成[1],之后又合成了數(shù)種類型的GHRP[2]。研究發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)改造后的GHRP-2(又名KP-102,藥品名為Pralmorelin,氨基酸序列為D-Ala-(D-β-naphthyl)-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2)具有更強(qiáng)的刺激生長(zhǎng)激素釋放和改善兒童生長(zhǎng)激素缺乏癥的作用[3-4]。2004年,Pralmorelin用于治療身材矮小癥的Ⅱ期臨床試驗(yàn)已在日本開(kāi)始進(jìn)行[5]。GHRP造價(jià)低廉,給藥簡(jiǎn)便,在下丘腦生長(zhǎng)激素釋放激素?zé)o效時(shí)仍可產(chǎn)生作用,不影響或少影響生長(zhǎng)素的內(nèi)源節(jié)律性釋放,具有明顯的藥物發(fā)展前景[2,5]。
20世紀(jì)90年代末,王勤等[6-8]采用Merrifild固相法合成了生長(zhǎng)激素釋放肽并對(duì)其活性進(jìn)行了測(cè)定。但現(xiàn)有的制備方法操作難度大,不利于工業(yè)生產(chǎn),而我們也未檢嚴(yán)守紀(jì)律到國(guó)內(nèi)以Fmoc固相合成方法合成生長(zhǎng)激素釋放肽的文獻(xiàn)。本研究以GHRP-2為研究對(duì)象,采用Fmoc固相合成策略,優(yōu)化合成工藝,合成了含有3個(gè)D型氨基酸的GHRP-2,以期為工業(yè)化量產(chǎn)提供參考。
1.1 儀器 戴安U3000高效液相色譜儀(UV檢測(cè)器,美國(guó)戴安公司),Newstyle型反相高效半制備液相色譜儀(蘇州漢邦科技有限公司),戴安液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀Ultimate 3000/ MSQ(美國(guó)戴安公司),CHRIST凍干機(jī)(北京博勵(lì)行儀器有限公司),高速大容量離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)。
1.2 試劑 固相合成載體Rink-Amide-AM樹脂(天津南開(kāi)合成科技有限公司,替代度為0.58mmol/g),肽鏈中所有保護(hù)氨基酸(成都誠(chéng)諾新技術(shù)有限公司),HOBt、DIC(蘇州中科天馬肽工程中心有限公司),冰乙醚、TFA(天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司),哌啶、苯甲硫醚、間甲酚與苯甲醚(上海晶純?cè)噭┯邢薰荆珽DT(Sigma-Aldrich),DMF(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司),DCM(天津博迪化工股份有限公司)。
2.1 Fmoc-Lys(Boc)-Rink Amide-AM樹脂的制備 在洗凈并干燥的反應(yīng)柱中,加入896.2mg(0.5mmol)Rink Amide-AM樹脂,加DMF通氮?dú)馊苊?0min,充分溶脹后抽掉DMF,加入適量DBLK溶液(哌啶/DMF(V/V)=1:4)脫Fmoc保護(hù)基兩次,時(shí)間分別為5min和7min,茚三酮檢測(cè)合格后,用DMF和DCM分別洗滌樹脂,抽干溶劑。稱942.0mg(2 mmol)Fmoc-L-Lys(Boc)-OH 和27.1mg HOBt(2mmol)溶于DMF,冰浴并加入310μl(2mmol)DIC活化5min,加入反應(yīng)柱反應(yīng),茚三酮檢測(cè)合格后,抽干,分別用DMF與DCM洗滌樹脂,并進(jìn)行替代度檢測(cè),加入11ml的醋酸酐與吡啶(V/V,6:5)混合液封閉14小時(shí)。沖洗樹脂,加甲醇收縮兩次(5min/次),減壓干燥至恒重,得干燥樹脂0.971g。
2.2 GHRP-2逐 步 偶 聯(lián) 將2.1制 備 的Fmoc-Lys(Boc)-Rink Amide-AM樹脂置于反應(yīng)柱中,加入DMF溶脹30 min,按照附表進(jìn)行氨基酸偶聯(lián),偶聯(lián)結(jié)束后脫去最后一個(gè)氨基酸氨基并用甲醇收縮樹脂,抽干并稱重得GHRP-2肽樹脂1.185g。
偶聯(lián)D-Phe、D-βNal和D-Ala三個(gè)D型氨基酸時(shí)反應(yīng)時(shí)間控制在120min以內(nèi),反應(yīng)時(shí)間在100min時(shí)茚三酮檢測(cè)合成效果最好,反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng),粗肽HPLC檢測(cè)雜質(zhì)越多,得率也較低。GHRP-2序列中含有疏水性氨基酸Ala,Phe以及D-βNal等,在反應(yīng)的過(guò)程中添加N-甲基-2吡咯烷酮(NMP)來(lái)增強(qiáng)疏水性氨基酸的溶解性,加快反應(yīng)。見(jiàn)附表:
附表 固相Fmoc保護(hù)策略偶聯(lián)反應(yīng)的一般程序
2.3 肽樹脂的裂解 平行稱取干燥至恒重的GHRP-2-Rink Amide-AM樹脂200.0mg 3 份,置于玻璃燒瓶中,分別加入裂解液①TFA:間甲酚(99:1)、②TFA:苯甲硫醚:EDT:苯 甲 醚(9:0.5:0.3:0.2)、③TFA:EDT:間 甲 酚(9.5:0.4:0.1)各2ml,冰浴反應(yīng)30min,逐漸升至室溫,于室溫下反應(yīng)1h。過(guò)濾,用少許TFA洗滌樹脂,將濾液傾入40ml無(wú)水冰乙醚中,析出白色固體,0℃靜置沉降20min。4000 r/min離心4min,棄去上清液,重復(fù)5次,真空干燥至恒重,得白色固體。
2.4 粗肽的純化與鑒定 粗肽無(wú)氧水溶解,加少量醋酸助溶,置于4℃冰箱放置過(guò)夜。半制備液相條件:半制備柱Hedera ODS-2反相硅膠柱(20×250mm,10μm);檢測(cè)波長(zhǎng)215nm;采用乙腈/0.1%TFA水分離體系,流速8ml/min,乙腈25%-55%,洗脫時(shí)間30min。純化后樣品經(jīng)戴安U3000高效液相分析,反相柱Kromasil C18(4.6×250mm,5μm),以乙腈/水為分析體系(0.1%TFA),乙腈5%-95%,流速1ml/ min,20min梯度洗脫,檢驗(yàn)洗脫液純度。粗肽純度為80%,經(jīng)半制備液相純化得GHRP-2純度大于99.0%。結(jié)構(gòu)經(jīng)ESIMS分析確證,質(zhì)譜圖顯示[M+H]+峰m/z 818.6,[M+H]2+ 峰m/z 410.0,質(zhì)譜數(shù)據(jù)與理論值相符。
GHRP-2含有D-氨基酸和β-氨基酸,產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與活性密切相關(guān),環(huán)境對(duì)產(chǎn)物影響較大,易發(fā)生消旋、氧化等副反應(yīng),產(chǎn)率也較其它多肽產(chǎn)品低。本研究選擇消旋率小的縮合體系,控制反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度,優(yōu)化裂解條件和純化手段得到純度大于99.0%的目標(biāo)產(chǎn)物。
固相合成中固相載體的選擇非常關(guān)鍵,不僅關(guān)系到合成速率,對(duì)合成目標(biāo)肽的純度、收率都有重要的影響。本研究選用的Rink Amide-AM樹脂主要用來(lái)合成末端羧基氨基化的多肽[9-10],同時(shí),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)不同替代度的樹脂進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)樹脂替代度在0.4-0.45mmol/g時(shí)產(chǎn)物的得率和純度最好。根據(jù)氨基酸種類選擇三種裂解液配比與裂解方法進(jìn)行了平行比較,結(jié)果粗肽得率無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。因此,本研究選擇成本最低的TFA:間甲酚=99:1進(jìn)行裂解。溫度、反應(yīng)時(shí)間和裂解試劑劑量是實(shí)驗(yàn)中重要的影響條件。
采用F moc固相合成方法合成GHRP-2,該方法簡(jiǎn)單,目標(biāo)產(chǎn)物得率與純度較高,能夠?yàn)楣I(yè)化量產(chǎn)提供理論依據(jù)。
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(技術(shù)方法欄目編輯:張 ?。?/p>
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2014-09-13)