A síntese de peptídeos em fase sólida passo a passo (SPFS) tem sido aplicada com sucesso na preparação de peptídeos curtos, médios e de determinados sequências contendo mais de 30 resíduos. Entretanto, esta apresenta problemas e limitações que podem ser contornados pela síntese convergente de peptídeos em fase sólida (SCPFS) que se baseia na condensação entre fragmentos peptídicos Nα-acilados protegidos em suas cadeias laterais (doadores de acila) a fragmentos protegidos ligados a um suporte polimérico (receptores de acila). Além de desenvolver outros projetos enfocados na síntese de peptídeos ou no uso de sintéticos para o estudo de peptídeos biologicamente ativos ou proteinas, o nosso grupo de pesquisa tem se dedicado a estudar o emprego de temperaturas altas em SPFS. O objetivo final é propor protocolos ágeis alternativos aos empregados classicamente. Neste trabalho nos propusemos a investigar alguns aspectos da SCPFS e a explorar a possibilidade de agilizá-Ia a 60°C. Para tanto, empregamos como modelos a colecistocinina-33 humana (hCCK-33) não sulfatada e o análogo [Gln1]-gomesina. As seqüências destes peptídeos foram divididas em: doadores de acila (fragmentos central e N-terminal da hCCK-33 não sulfatada de 11 e de 5 resíduos, respectivamente, e N-terminal de 8 resíduos do [Gln1]-gomesina) e receptores de acila (fragmentos C-terminais da hCCK-33 não sulfatada de 17 resíduos e do [Gln1]-gomesina de 10 resíduos). As peptidil-resinas correspondentes foram sintetizadas manualmente por SPFS passo a passo e caracterizadas por análise de aminoácidos para determinação de seus graus de substituição. Suas propriedades de solvatação em diferentes sistemas de solventes foram também examinadas. Análises por RP-HPLC e LC/ESI-MS dos peptídeos brutos obtidos após clivagem das resinas e desproteção total permitiram avaliar as sínteses realizadas. Os doadores de acila foram então gerados a partir das peptidil-resinas empregando procedimentos conhecidos (catálise por DBU ou NaOH) e um proposto por nós (assistência por íons metálicos). Finalmente, os acoplamentos entre os doadores e receptores de acila foram realizados a 37 e 60°C empregando sistemas de solventes adequados à solvatação dos receptores de acila e diferentes reagentes acopladores. As peptidil-resinas alongadas foram analisadas em seu conteúdo de aminoácidos e submetidas à clivagem e desproteção total para liberação dos peptídeos brutos correspondentes. Estes foram submetidos à análise comparativa usando RP-HPLC e LC/ESI-MS. Os resultados obtidos neste primeiro trabalho que emprega alta temperatura na SCPFS demonstraram que: 1) o conhecimento do grau de solvatação das peptidil-resinas auxilia na escolha do sistema de solventes a ser empregado na geração dos doadores de acila (desligamento dos peptídeos protegidos correspondentes) e nos seus acoplamentos aos receptores de acila; 2) a geração de doadores de acila a partir de peptidil-KOR não é trivial como sugere a literatura (o fragmerto 6-19 da hCCK-33 na forma protegida não foi obtido) e deve ser melhor estudada. O tamanho e a seqüência peptídica parecem estar diretamente relacionados à eficiência do processo; 3) o uso de alta temperatura agiliza o processo; 4) a geração de doadores de acila a partir de peptidil-2-CI-Trt empregando 1%TFA em DCM e misturas AcOH:TFE:DCM é simples e eficiente; 5) o uso combinado de DMF, do agente acoplador TBTU e de 60°C levou à agilização dos acoplamentos convergentes realizados, fornecendo os peptídeos desejados com boa qualidade em tempos relativamente menores; 6) vantagens e desvantagens da SCPFS em alta temperatura devem ser melhor avaliadas; 7) a SCPFS também apresenta limitações e problemas a serem contornados, o que demanda exploração sistemática empregando seqüências peptídicas e resinas variadas. / Stepwise solid-phase peptide synthesis (SSPPS) has been applied successfully for the preparation of most peptides containing up to 30 residues. However, it presents problems and limitations. Convergent soIid-phase peptide synthesis (CSPPS) can overcome part of them. This methodology is based on the synthesis of peptide segments by SSPPS followed by their condensations: the Nα- acylated protected segments act as acyl donors and the protected segments bound to the resin as acyl receptors. When the sequence is completed this is detached from the resin and fully deprotected to give the crude peptide. Besides developing other projectsfocused on peptide synthesis itself or on the use of synthetics to study biologically active peptides or proteins, we have systematically examined solid-phase peptide synthesis at elevated temperature. The aim of the present work was to investigate different aspects of convergent solid-phase peptide synthesis and examine the possibility to improve it at 60°C. Thus, unsulfated human cholecystokinin-33 and [Gln1]-gomesin were divided in three and two fragments, respectively. In the first case, the acyl donors were built-up by SSPPS on Kaiser oxime resin while in the second peptide elongation was done on 2-CI-Trt resin. The acyl receptor was synthesized and kept on the MBHA resin. The synthetic process was evaluated through characterization of every peptidyl-resin by amino acid analysis and of each crude peptide obtained from resin cleavage/full deprotection by RP-HPLC and LC/ESI-MS. The swelling degrees of the peptidyl-resins were determined in various solvents or mixtures of high boiling points. The peptidyl-KOR and peptidyl-2-CI-Trt were then submitted to peptide detachment under a few experimental conditions in order to release the Nα-acyl protected peptides (the acyl donors). Finally, their couplings with the acyl receptors were carried-out at 37 and 60°C in solvents or mixtures suitable for peptidyl-resin solvation containing specific coupling agents. The resulting peptidyl-resins were isolated, dried and submitted to HF treatment to release the corresponding unprotected crude peptides, which were analysed by RP-HPLC and LC/ESI-MS. The results found indicated that: 1) the knowledge of the swelling properties of the peptidyl-resins in different solvents systems is very useful in SCPFS. Indeed, it may guide the selection of experimental conditions to be used in peptide detachment from KOR and 2-CI-Trt and in segment condensation at elevated temperature, 2) peptide detachment from KOR is not as trivial as described (it was impossible to release hCCK-33 fragment 6-19 in its protected form). Further studies are certainly required to improve it. It seems that the size and the sequence are strictly related to the process efficiency, 3) high temperature can improve it, 4) peptide detachment from 2-CI-Trt is as simple as described, 5) combination of DMF as solvent, TBTU as coupling agent and 60°C was suited for the segment couplings studied: the reactions were completed in relatively short times and crude peptides of good quality were obtained, 6) this is the first attempt to carry-out CSPFS at elevated temperature, thus its advantages and disadvantages must be studied, 7) CSPPS also presents problems and limitations to overcome. Such task requires further investigation using various resins and peptide sequences.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-14082009-111815 |
| Date | 12 December 2003 |
| Creators | Cesar Manuel Remuzgo Ruiz |
| Contributors | Maria Terêsa Machini de Miranda, Clovis Ryuichi Nakaie, Shirley Schreier |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências Biológicas (Bioquímica), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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