CZ280679B6 - Způsob izotopového značení peptidů - Google Patents

Způsob izotopového značení peptidů Download PDF

Info

Publication number
CZ280679B6
CZ280679B6 CS905076A CS507690A CZ280679B6 CZ 280679 B6 CZ280679 B6 CZ 280679B6 CS 905076 A CS905076 A CS 905076A CS 507690 A CS507690 A CS 507690A CZ 280679 B6 CZ280679 B6 CZ 280679B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
peptide
hydrogen
isotopes
peptides
solution
Prior art date
Application number
CS905076A
Other languages
English (en)
Inventor
Nikolaj F. Dr. Sepetov
Žana Dr. Bespalova
Michal Ing. Csc. Lebl
Original Assignee
Ústav Organické Chemie A Biochemie Avčr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav Organické Chemie A Biochemie Avčr filed Critical Ústav Organické Chemie A Biochemie Avčr
Priority to CS905076A priority Critical patent/CZ280679B6/cs
Priority to PCT/US1991/007658 priority patent/WO1992007265A1/en
Priority to AU89536/91A priority patent/AU8953691A/en
Publication of CZ507690A3 publication Critical patent/CZ507690A3/cs
Publication of CZ280679B6 publication Critical patent/CZ280679B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/665—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans derived from pro-opiomelanocortin, pro-enkephalin or pro-dynorphin
    • C07K14/70—Enkephalins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/107—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides
    • C07K1/1072—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides by covalent attachment of residues or functional groups
    • C07K1/1077—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides by covalent attachment of residues or functional groups by covalent attachment of residues other than amino acids or peptide residues, e.g. sugars, polyols, fatty acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/12—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by hydrolysis, i.e. solvolysis in general
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/531—Production of immunochemical test materials
    • G01N33/532—Production of labelled immunochemicals
    • G01N33/534—Production of labelled immunochemicals with radioactive label

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Způsob izotopového značení peptidů pro získání peptidů obsahujících izotopy vodíku spočívá v tom, že peptid s volnou N-koncovou aminoskupinou se zahřívá v neutrálním nebo mírně alkalickém prostředí o pH 7 až 11 za teploty 30 až 130 .sup.o.n.C a za přítomnosti vody s pozměněným zastoupením izotopů vodíku, přičemž izotopy vodíku jsou zavedeny na -uhlík první, první a druhé, případně první, druhé a třetí amminokyseliny v peptidovém řetězci. Výhodou je peptid, který obsahuje v poloze 1, nebo v polohách 1 a 2 glycin.ŕ

Description

Způsob izotopového značení peptidů
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu izotopového značení peptidů pro získávání peptidů, obsahujících izotopy vodíku.
Dosavadní stav techniky
Izotopově značené organické sloučeniny jsou velmi významným nástrojem, používaným při výzkumu jejich chemickým přeměn. V případě biologicky aktivních peptidů je izotopové značení prakticky jedinou možností, používanou při studiu mechanismu jejich účinku a sledování jejich osudu v živém organismu. Doposud známé způsoby vnesení izotopové značky do peptidů zahrnují a) nespecifickou výměnu vodíkových atomů - tzv. Wilzbachovo značení, b) adici vodíku na nenasycené vazby, c) katalytickou výměnu halogenových atomů na aromatickém jádře. Pouze těmito způsoby lze relativně snadno získat značenou látku, která se neliší chemicky od látky neznačené. Jiné způsoby značení bud’ mění charakter studované látky - vnášení radioaktivních atomů původně v molekule neobsažených (např. izotopů jodu), nebo připojováním bloků, obsahujících radioaktivní značku - nebo jsou synteticky velmi náročné - syntéza vychází z prekurzorů (obvykle aminokyselin) již obsahujících radioaktivní izotopy (3H, i:lC, 13C).
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je způsob izotopového značení peptidů pro získání peptidů, obsahujících izotopy vodíku, který spočívá v tom, že peptid s volnou N-koncovou aminoskupinou se zahřívá v neutrálním nebo mírně alkalickém prostředí o pH 7 až 11 za teploty 30 až 130 C za přítomnosti vody s pozměněným zastoupením izotopů vodíku, přičemž izotopy vodíku jsou zavedeny na a-uhlík první, první a druhé, případně první, druhé a třetí aminokyseliny v peptidovém řetězci. Výhodou je peptid, který obsahuje v poloze 1, nebo v polohách 1 a 2 glycin. Takto získaný peptid lze použít jako jeden z fragmentů při syntéze peptidů. Metoda značení peptidů podle vynálezu vychází z poznatku, že peptidy ve vodném prostředí za neutrálních či různě alkalických podmínek (pH 7-11) a zvýšené teploty (30-130 °C) podléhají racemizaci amminoterminálních aminokyselin, přičemž volbou podmínek je možno racemizovat jednu, dvě nebo tři aminokyseliny. Tudíž je možno libovolný peptid s volnou α-aminoskupinou podrobit zahřívání v neutrálním až mírně alkalickém roztoku ve vodě s pozměněným zastoupením izotopů vodíku a získat tak směs distereoizomerních peptidů, ve kterých je vodík na α-uhlíku první aminokyseliny (v případě tvrdších podmínek zahřívání také na druhé a třetí aminokyselině) vyměněn za izotop nebo směs izotopů vodíku, který byl obsažen v použité vodě.
Diastereoizomerní peptidy, získané v případě, že koncovou aminokyselinou není glycin, lze rozdělit pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC) a získat tak velmi snadno peptid o stejné konfiguraci všech asymetrických center, jako měla výchozí látka. Zvláště výhodný je tento postup pro peptid, obsahující
-1CZ 280679 B6 v poloze 1 glycin (případně obsahující glycin v polohách 1, 2 či 1, 2, 3), neboť v tomto případě nevzniká směs diastereoizomerů (a tudíž není třeba přistupovat k HPLC čištění) a výtěžek značení je vyšší, neboť lze vyměnit dva protony v první aminokyselině. Využití aminokoncového glycinu lze doporučit i pro značení látek, které obsahují glycin uvnitř své aminokyselinové sekvence. V těchto případech je třeba provést syntézy jednak fragmentu peptidu, obsahujícího aminoterminální glycin (I), a jednak aminoterminálního fragmentu (II). Fragment I se pak podrobí výše popsanému vnesení vodíkových izotopů, připojí se k němu pomocí známých metod syntézy peptidů fragment II a po odstranění chránících skupin se získá specificky značený žádaný peptid. Výhodou způsobu značení dle vynálezu je velmi jednoduchý způsob provedení, nízká cena potřebných chemikálií.
Dále uvedené příklady způsob dle vynálezu ilustrují, ale neomezuj í.
Příklady provedení vynálezu
Vysvětlení zkratek, použitých v příkladech:
TLC = tenkovrstvá chromatografie,
HPLC = vysokotlaká kapalinová chromatografie.
Příklad 1
Η-(a-2H)-Phe-Met-Arg-Phe-OH
Hydrochlorid tetrapeptidu H-Phe-Met-Arg-Phe-OH (30 mg) byl rozpuštěn v D2O (10 ml), pH roztoku bylo upraveno na hodnotu 7,3 pomocí 1 mol/1 roztoku hydroxidu draselného a roztok byl v uzavřené ampulí zahříván na 120 °C po dobu 47 h. Po této době byl roztok vnesen na kolonu Silasorbu Cg (25x2,4 cm) a gradientovou elucí (30-50 % acetonitrilu v 0,l%ní kyselině trifluoroctové během 50 min) získané frakce byly zahřívány ve vakuu a lyofilizovány. Bylo získáno 8 mg látky, jejíž retenční čas na koloně Separon SIC18 (25x0,4 cm) je shodný s retenčním časem výchozí láťky. Pomocí analýzy 1H NMR spektroskopie bylo zjištěno, že tato látka obsahuje pouze 35 % vodíku 1H na α-uhlíku aminoterminálního fenylalaninu. Získaný peptid byl čistý dle TLC (tenkovrstvá chromatograf ie) [RF 0,24 (2-butanol - 98% kyselina mravenčí - voda, 75: :13,5:11,5 (soustava A)], 0,01 [2-butanol - 25% vodný čpavek
- voda, 85:7,5:7,5 (soustava B)], 0,09 [1-butanol - kyselina octová - voda, 4:1:1 (soustava C)J, 0,58 [1-butanol - pyridin
- kyselina octová - voda, 15:10:3:6 (soustava D)], elektroforetické analýzy (EHis5,7 = 0,44, EHls2ř4 = °>82) a HPLC (viz výše) a shodoval se ve všech těchto testech s výchozí látkou. Aminokyselinová analýza: Phe 1,96 (2), Met 0,88 (1), Arg 1,04 (1). FAB MS: 601,3 + 600,3 (M+H+).
Příklad 2
Η-(a-2H2)Gly-Gly-Phe-Met-OH
Volný tetrapeptid H-Gly-Gly-Phe-Met-OH (5 mg) byl rozpuštěn v D2O (5 ml), pH roztoku bylo upraveno na hodnotu 9,25 pomocí 1 mol/1 roztoku hydroxidu draselného a roztok byl v uzavřené ampuli zahříván na 120 ’C po dobu 23 h. Po této době byl roztok vnesen na kolonu Silasorbu C8 (25 x 2,4 cm) a gradientovou elucí získané frakce byly zahřívány ve vakuu a lyofilizovány. Bylo získáno 5 mg látky, jejíž retenční čas na koloně Separon SIC18 (25 x 0,4 cm) je shodný s retenčním časem výchozí látky. Pomocí analýzy ^H NMR spektroskopie bylo zjištěno, že tato látka obsahuje pouze 20 % vodíku na α-uhlíku aminoterminálního glycinu. Získaný peptid byl čistý dle TLC [Rp 0,28 (A), 0,03 (B), 0,32 (C), 0,55 (D)], elektroforetické analýzy (EHis5,7 = 0/01/ WG1^2 4 =
0,96) a HPLC (viz výše) a shodoval se ve všech těchto testech s výchozí látkou. Aminokyselinová analýza: Phe 0,96 (1), Gly 2,03 (2), Met 0,89 (1). FAB MS: 413,2 (M+H+).
Příklad 3
Η-(a-2H2)Gly-(a-2H2)Gly-(a-2H)Phe-Met-OH
Volný tetrapeptid H-Gly-Gly-Phe-Met-OH (20 mg) byl rozpuštěn v D2O (5 ml), pH roztoku bylo upraveno na hodnotu 11,9 a roztok byl v uzavřené ampuli zahřívá na 120 °C po dobu 24 h. Po této době byl roztok vnesen na kolonu Silasorb C8 (25 x 2,4 cm) a gradientovou elucí (0-40 % methanolu v 0,1% trifluoroctové kyselině během 5 min a 40-50 % methanolu v 0,1% trifluoroctové kyselině během 50 min) získané frakce byly zahřívány ve vakuu a lyofilizovány. Bylo získáno 9 mg látky, jejíž retenční čas na koloně Separonu SIC18 (25 x 0,4 cm) je shodný s retenčním časem výchozí látky. Pomocí analýzy ^H NMR spektroskopie bylo zjištěno, že tato látka obsahuje pouze stopy vodíku 1H na α-uhlíku aminoterminálního glycinu a na α-uhlíku glycinu v poloze 2 a 10 % vodíku ·*·Η na α-uhlíku fenylalaninu v poloze 3. Získaný peptid byl čistý dle TLC [Rp 0,28 (A), 0,03 (B), 0,32 (C), 0,55 (D)], elektroforetické analýzy (EH-*-s5 7 = 0,01, EG3_^2 4 = 0,96) a HPLC (viz výše) a shodoval se ve všech těchto testech s výchozí látkou. Aminokyselinová analýza: Phe 1,03 (1), Gly 2,07 (2), Met 0,88 (1), FAB MS: 416,2 (M+H+).
Příklad 4
H-Tyr-(a-2H2)Gly-(a-2H2)Gly-(a-2H)Phe-Met-OH
Peptid připravený v příkladu 3 (5 mg) byl rozpuštěn ve vodě,
-3CZ 280679 B6 pH roztoku bylo upraveno na 9,5 a k získanému roztoku byl přidán roztok Boc-Tyr-ONSu (10 mg). Směs byla míchána při teplotě místnosti až do vymizení výchozího peptidu (TLC) analýza). Poté byl roztok odpařen, zbytek byl rozpuštěn ve směsi kyseliny trifluoroctové a anisolu (95:5) a po 20 min byl roztok odpařen, zbytek rozpuštěn v 3 mol/1 kyselině octové a nanesen na kolonu Vydac C18 (25 χ 1 cm). Gradientovou elucí (20-50% acetonitrilu v 0,05 % trifluoroctové kyseliny během 40 min) získané frakce byly zahřívány ve vakuu a lyofilizovány. Bylo získáno 4,7 mg látky, jejíž retenční čas na koloně Separonu SIC18 (25 x 0,4 cm) je shodný s retenčním časem výchozí látky. Pomocí analýzy NMR spektroskopie bylo zjištěno, že tato látka má stejný obsah vodíku na α-uhlících glycinu v poloze 2 a 3 a fenylalaninu v poloze 4, jako měl výchozí tetrapeptid. Získaný peptid byl čistý dle TLC [Rp 0,32 (A), 0,10 (B), 0,41 (C), 0,57 (D)J, elektroforetické analýzy (eHís^ i _ QzQiř EG1^2 4 = 0/67) a HPLC (viz výše) a shodoval se ve všech těchto testech se standardem methionin enkefalinu. Aminokyselinová analýza: Phe 1,03 (1), Gly 2,10 (2), Met 0,87 (1), Tyr 0,93 (1). FAB MS: 579,2 (M+N+).
Průmyslová využitelnost
Způsob podle vynález lze využít v základním výzkumu při studiu metabolismu a distribuce biologicky aktivních peptidů v živém organismu.

Claims (2)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob izotopového značení peptidů pro získání peptidů, obsahujících izotopy vodíku, vyznačující se tím, že peptid s volnou N-koncovou aminoskupinou se zahřívá v neutrálním nebo mírně alkalickém prostředí o pH 7 až 11 za teploty 30 až 130 ’C a za přítomnosti vody s pozměněným zastoupením izotopů vodíku, přičemž izotopy vodíku jsou zavedeny na α-uhlík první, první a druhé, případně první, druhé a třetí aminokyseliny v peptidovém řetězci.
  2. 2. Způsob dle nároku 1, vyznačený tím, že značený peptid je peptid, obsahující v poloze 1, nebo v poloze 1 a 2 glycin.
CS905076A 1990-10-18 1990-10-18 Způsob izotopového značení peptidů CZ280679B6 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS905076A CZ280679B6 (cs) 1990-10-18 1990-10-18 Způsob izotopového značení peptidů
PCT/US1991/007658 WO1992007265A1 (en) 1990-10-18 1991-10-18 Selective peptide labeling with hydrogen isotopes
AU89536/91A AU8953691A (en) 1990-10-18 1991-10-18 Selective peptide labeling with hydrogen isotopes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS905076A CZ280679B6 (cs) 1990-10-18 1990-10-18 Způsob izotopového značení peptidů

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ507690A3 CZ507690A3 (en) 1994-02-16
CZ280679B6 true CZ280679B6 (cs) 1996-04-17

Family

ID=5394932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS905076A CZ280679B6 (cs) 1990-10-18 1990-10-18 Způsob izotopového značení peptidů

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU8953691A (cs)
CZ (1) CZ280679B6 (cs)
WO (1) WO1992007265A1 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2135602C1 (ru) * 1998-02-23 1999-08-27 Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) Способ сжигания природного газа в кислороде в дуговой сталеплавильной печи и устройство для его осуществления

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4162142A (en) * 1978-06-29 1979-07-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Tritium labeling of organic compounds deposited on porous structures
US4242186A (en) * 1979-03-27 1980-12-30 Georgia Tech Research Institute Low pressure tritiation of molecules
SU968036A1 (ru) * 1980-03-10 1982-10-23 Научно-исследовательский институт медицинской радиологии АМН СССР Способ получени меченого белка

Also Published As

Publication number Publication date
WO1992007265A1 (en) 1992-04-30
CZ507690A3 (en) 1994-02-16
AU8953691A (en) 1992-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2091873C (en) Parathyroid hormone derivatives
Bodanszky et al. Synthesis of the vasoactive intestinal peptide (VIP)
Han et al. Studies on the Primary Structure of Bovine High-MolecularWeight Kininogen: Amino Acid Sequence of a Fragment (“Histidine-Rich Peptide”) Released by Plasma Kallikrein
DK1019095T3 (da) Fremgangsmåde til fremstilling af faciale metaltricarbonylforbindelser og deres anvendelse til mærkning af biologisk aktive substrater
US5026909A (en) Method for preparing biologically active organic compound labelled with hydrogen isotope
US4206199A (en) Novel glucagon fragment and its derivatives
JPH0570433B2 (cs)
Yi et al. Peroxynitrite-mediated nitration of peptides: characterization of the products by electrospray and combined gas chromatography–mass spectrometry
Wendt et al. The Covalent Structure of Collagen: The Amino‐Acid Sequence of the 112‐Residues Amino‐Terminal Part of Peptide α1‐CB6 from Calf‐Skin Collagen
Glazer et al. The iodination of chymotrypsinogen
O'Connell et al. Isolation and isotopic analysis of individual amino acids from archaeological bone collagen: A new method using RP‐HPLC
Yamasaki et al. Amino acid sequence of a biologically active fragment of bovine growth hormone
Tenu et al. Photoaffinity labelling of macrophages and B-lymphocytes using 125I-labelled aryl-azide derivatives of muramyldipeptide
CZ507690A3 (en) Method of peptide radiolabelling
SHIMOMURA et al. Primary structure of cat osteocalcin
Klauschenz et al. Tritium labeling of gonadotropin releasing hormone in its proline and histidine residues
Langley et al. Sequence of Bovine Liver Glutamate Dehydrogenase: IV. CYANOGEN BROMIDE PEPTIDES
Aimoto et al. Development of protein chemical synthesis using peptide thioester synthetic blocks
Terada et al. Iodination of luteinizing hormone-releasing hormone
JPH04282399A (ja) 放射性ヨウ素標識インシュリン様成長因子i
Brundish et al. Tritiated peptides. Part 141. Catalytic exchange labelling of various synthetic peptides
Weinberger et al. Small Peptide Libraries: Combinatorial Split‐Mix Synthesis followed by Combinatorial Amino Acid Analysis of Selected Variants
Yajima et al. Studies on Peptides. XV. Synthesis of Prolyltyrosylarginylmethionine, the Tetrapeptide situated within the Amino Acid Sequences of Monkey and Human β-Melanocyte-stimulating Hormones.
Anpeiji et al. An improved resolution of. BETA.-hydroxy-DL-aspartic acid on optically active resin containing L-lysine or L-ornithine.
US20060111552A1 (en) Metal binding precursors for the synthesis of peptide-metal conjugates