Πεπτίδια με πολλαπλούς δισουλφιδικούς δεσμούς

Abstract

This thesis concerns the synthesis of peptides with multiple disulfide bonds and for this purpose two peptides with three disulfide bonds each were selected. In particular, the two peptides studied are ω-MVIIA conotoxin, an open-chained peptide which is the active substance in a marketed drug for chronic pain and the cyclic peptide CyO2 cyclotide known for its remarkable resistance to enzymatic and chemical treatment due to its solid CCK motif. The synthesis of the linear sequence of both peptides was achieved by classical organic chemical reactions using the process of gradual addition of each amino acid and the convergent condensation of peptide fragments. The initial objective was the successful synthesis of each peptide sequence in high purity and the next one the selective formation of the disulfide bonds. In the latter investigation, the protecting groups of the cysteines as well as their position in the sequence proved of paramount importance for obtaining high regioselectivities in the formation of the disulfide bonds. In the case of conotoxin, the verification of the correct isomer was accomplished by the combination of chemical and enzymatic treatments while this approach was not suitable for the cyclotide since the CCK motif does not allow the generation of unambiguous fragments thus rendering necessary to examine the co-elution of the product with the natural peptide.

Το αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η σύνθεση πεπτιδίων με πολλαπλούς δισουλφιδικούς δεσμούς και για το σκοπό επιλέχθηκαν δύο πεπτίδια που το καθένα περιέχει τρεις δισουλφιδικούς δεσμούς. Συγκεκριμένα συντέθηκε η ω-MVIIA κωνοτοξίνη, ένα πεπτίδιο ανοιχτής πεπτιδικής αλυσίδας που αποτελεί τη δραστική ουσία ενός εγκεκριμένου φαρμάκου κατά του χρόνιου πόνου και το CyO2 κυκλοτίδιο το οποίο είναι ένα κυκλικό πεπτίδιο με πολύ σταθερό μοτίβο CCK που το καθιστά ανθεκτικό τόσο σε ενζυμική όσο και σε χημική κατεργασία. Η σύνθεση της γραμμικής αλληλουχίας των πεπτιδίων πραγματοποιήθηκε εφαρμόζοντας αντιδράσεις κλασικής οργανικής χημείας χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της σταδιακής προσθήκης αμινοξέων καθώς και τη συμπύκνωση πεπτιδικών τμημάτων. Πρωταρχικό στόχο αποτέλεσε η επιτυχής σύνθεση της πεπτιδικής αλληλουχίας σε υψηλή καθαρότητα και δεύτερος ο εκλεκτικός σχηματισμός των δισουλφιδικών δεσμών. Οι προστατευτικές ομάδες των κυστεϊνών καθώς και η θέση αυτών στην πεπτιδική αλληλουχία απεδείχθησαν καθοριστικής σημασίας για τον εκλεκτικό σχηματισμό των δισουλφιδικών δεσμών. Στην περίπτωση της κωνοτοξίνης, η εξακρίβωση του σωστού ισομερούς πραγματοποιήθηκε με συνδυασμό χημικής και ενζυμικής κατεργασίας ενώ αυτή η προσέγγιση δεν ενδείκνυται στην περίπτωση του κυκλοτιδίου διότι το CCK μοτίβο καθιστά αδύνατη την παραγωγή μοναδικών θραυσμάτων και συνεπώς απαιτείται συνέκλουση με το φυσικό προϊόν.