Vergleichende Studie zu drei Synthesewegen für das antivirale Peptid RC-12

Vergleichende Studie zu drei Synthesewegen für das antivirale Peptid RC-12

1.Forschungshintergrund

Antivirale Peptide zeichnen sich durch geringe Arzneimittelresistenz und ausgezeichnete Biosicherheit aus und gelten daher als vielversprechende Kandidaten für neuartige antivirale Medikamente. Die traditionelle Festphasen-Peptidsynthese (SPPS) dominiert die gängige Peptidproduktion, jedoch erfordert das heterogene Reaktionssystem einen hohen Einsatz an Aminosäuren und Lösungsmitteln, was zu hohen Rohstoffkosten, einem hohen Abfallaufkommen und einer relativ geringen Rohproduktausbeute führt. Um diese industriellen Nachteile zu beheben, wurden zwei wiederverwendbare, hydrophobe Träger-gestützte Flüssigphasen-Syntheseverfahren (Tag-OH & BDK-OH) als alternative Produktionstechnologien entwickelt. Die vorliegende Arbeit vergleicht die drei Herstellungsverfahren anhand des klassischen antiviralen Peptids RC-12.

2.Forschungszweck und Bedeutung

Die Studie beschreibt die Herstellung von RC-12 mittels Festphasenpeptidsynthese (SPPS), Tag-OH-Flüssigphasen- und BDK-OH-Flüssigphasen-Verfahren und erfasst systematisch die Gesamtausbeute, den Rohstoffverbrauch und die Abfallmenge jedes Verfahrens. Die Vergleichsdaten bestätigen die wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile der hydrophoben Tag-Flüssigphasen-Technologie, liefern eine verlässliche Prozessreferenz für die industrielle Produktion antiviraler und ähnlicher Polypeptid-Arzneimittel und unterstützen Unternehmen bei der Auswahl kosteneffizienter, umweltfreundlicher Produktionsverfahren.

3.Forschungsinhalte

Bei der Festphasenpeptidsynthese (SPPS) wird unlösliches CTC-Harz als fester Träger verwendet. Die Reaktion basiert auf wiederholten Entschützungs- und Kupplungszyklen, jedoch ist aufgrund der inhomogenen Reaktion keine Echtzeit-Dünnschichtchromatographie (TLC) möglich. Die endgültige Rohausbeute beträgt lediglich 48,96 %, begleitet von einem massiven Verbrauch an Aminosäuren und DMF-Lösungsmittel sowie der Emission großer Mengen an flüssigen Abfallstoffen.

Tag-OH und BDK-OH gehören zur homogenen Flüssigphasensynthese mit wiederverwendbaren hydrophoben Trägern: Die Träger lösen sich gut in unpolaren Lösungsmitteln, fallen aber nach Zugabe polarer Lösungsmittel aus, was eine einfache Abtrennung durch Filtration ohne aufwendige Säulenreinigung ermöglicht. Tag-OH verwendet einen langkettigen Alkylbenzolalkohol-Träger, die Ausbeute des fertigen RC beträgt 65,24 %, die Träger-Recyclingrate 58,28 %. Im Vergleich zu den anderen drei Verfahren werden die geringste Rohstoffmenge und das geringste Abfallaufkommen benötigt. BDK-OH basiert auf einem Diphenylketon-basierten Phosphor-Träger. Die Produktausbeute liegt mit 62,23 % nahe an der von Tag-OH, jedoch werden mehr verschiedene organische Lösungsmittel verbraucht und mehr Abfall erzeugt. Die massenspektrometrische Analyse bestätigt, dass das mit allen drei Methoden erhaltene Zielmolekül RC-12 den einheitlichen Molekulargewichtsstandard erfüllt.

4.Fazit und Ausblick

Sowohl die Tag-OH- als auch die BDK-Flüssigphasensynthese übertreffen die traditionelle Festphasenpeptidsynthese (SPPS) hinsichtlich Ausbeute, Rohstoffnutzung und Umweltverträglichkeit. Die wiederverwendbaren Träger entsprechen dabei den Prinzipien der umweltfreundlichen Produktion. Die Tag-OH-Methode zeichnet sich insbesondere durch geringeren Lösungsmittelverbrauch, weniger Abfallemissionen und ein überlegenes Kosten-Nutzen-Verhältnis aus und bietet somit ein hohes industrielles Potenzial für die Produktion antiviraler Peptide. Zukünftig werden Forscher die Kosten der Trägersynthese und die Rückgewinnungseffizienz weiter optimieren, den Anwendungsbereich des Tag-OH-Verfahrens auf langkettige und komplexe therapeutische Peptide ausweiten, das Flüssigphasensynthesesystem kontinuierlich verbessern, um Teile der traditionellen Festphasen-Produktionslinien zu ersetzen und die Gesamtkosten der industriellen Peptidherstellung zu senken.

Referenz: Zhang Fajin, Guo Kai, Wang Zhejiang et al. Vergleich der hydrophoben trägergestützten Flüssigphasen-Peptidsynthese und der Festphasen-Peptidsynthese [J]. Journal of Binzhou Medical University, 2023, 46(3): 212–218+234. DOI: 10.19739/j.cnki.issn1001-9510.2023.03.013.

Herunterladen: vergleichende Studie über drei Synthesewege für das antivirale Peptid rc-12.pdf↓

E-Mail: jennifer@dilunbio.com