- •История медицинской химии
- •Поиск и конструирование соединений лидеров
- •Рациональное конструирование соединений лидеров
- •Оптимизация соединения лидера
- •Разработка лекарственного препарата
- •Комбинаторный синтез
- •1. Комбинаторный синтез для оптимизации лекарственного препарата
- •2. Комбинаторный синтез для нахождения лекарственного препарата
- •Жидкофазный синтез
- •Твердофазный синтез
- •Твердая подложка
- •Выбор твердой подложки
- •Линкеры
- •Методы параллельного синтеза Процедура t-bags (чайные пакетики Хоугтена)
- •Автоматический параллельный синтез
- •Методы комбинаторного синтеза Основные принципы
- •Принцип “смешай и раздели”
- •Смесь реагентов
- •Фотолитография
- •Развертка – выделение активных соединений из смеси
- •Микроманипуляция
- •Обратная развертка
- •Последовательное разделение
- •Определение строения активного соединения
- •Прикрепление меток
- •Кодировочные таблицы
- •Ограничения комбинаторного синтеза
- •Планирование и дизайн комбинаторного синтеза Паукообразные молекулы
- •Дизайн молекул лекарств
- •Центроиды или подпорки (scaffolds)
- •Варьирование заместителей
- •Дизайн библиотек для оптимизации лидера
- •Определение активности Высокопроизводительный скрининг
- •Скрининг на грануле
- •Примеры комбинаторного синтеза
- •Ациклические библиотеки
- •Гетероциклические библиотеки
- •Синтез пирролидинов
- •Синтез индолов
- •Судьба лекарства в организме
- •Взаимодействие медиаторных соединений с их рецепторами
- •Передача нервного импульса
- •Агонисты глутамат связывающего сайта
- •Антагонисты глутамат связывающего сайта
- •Агонисты и антагонисты глицинового сайта
- •Агонисты фенциклидинового сайта
- •Ионотропные глутаматные рецепторы ampa – каинатный подтип
- •Агонисты
- •Антагонисты ampa каинатных рецепторов
- •Метаботропные глутаматные рецепторы
- •Физиологически активные соединения, взаимодействующие с серотониновым рецептором
- •Противомикробные препараты
- •Антибиотики
- •Противотуберкулезные препараты
- •Противовирусные препараты
- •Противоопухолевые препараты
- •Анальгетики
- •Наркотические анальгетики
Твердая подложка
Как сказано выше, первыми типами смол, которые использовал Меррифильд, были полистирольные гранулы, где стирол был сшит с 1% дивинилбензола. Гранулы были модифицированы хлорметильными группами (линкер), с которыми аминокислоты могли быть соединены через эфирные группы. Эти эфирные связи стабильны в реакционных условиях, которые применялись для петидного синтеза.
Одним из недостатком полистирольных гранул является то факт, что они гидрофобны, тогда как растущая пептидная цепь гидрофильна. В результате, иногда растущая пептидая цепь не сольватируется и сворачивается за счет образования внутримолекулярных водородных связей. Такая форма затрудняет доступ новых аминокислот к концу растущей цепи. Поэтому часто используются более полярные твердые подложки, такие как полиамидные смолы. Такие смолы более пригодны для непептидного комбинаторного синтеза.
Выбор твердой подложки
Синтетические подходы к получению библиотек часто определяются природой выбранной полимерной подложки. Гранулированный полимер должен соответствовать некоторым критериям, в зависимости от стратегий синтеза и скрининга.
Для получаемых библиотек имеют важное значение размер и однородность гранул, а также устойчивость смолы к формированию кластеров. Способность смолы к набуханию в органической и водной среде особенно важна, когда используются обязательные пробы для скрининга структуры, находящейся еще на грануле.
Основные типы полимерных смол для комбинаторного синтеза используемые в настоящее время:
Полистирол, сшитый с 0,5-2% дивинилбензола (StratoSpheres)
Полиэтиленгликоль, привитый на сшитом сополимере полистирол- 1% дивинилбензол (TentaGel, AgroGel, NovaGel)
Полиэтиленгликоль, привитый на 1% сшитый полистирол (PEG-PS)
Полистирольная макропористая смола с высокой степью сшивки (AgroPore, TentaPore)
Сополимер бис-2-акриламидполиэтиленгликоль-моноакриламидо-полиэтиленгликоль (PEGA)
Диметилакриламид нанесенный на макропористую матрицу кизельгура (Pepsyn K)
Диметилакриламид нанесенный на макропористую матрицу – сшитый 50% полистирол-дивинилбензол (Polyhipe)
Хотя классические гранулированные смолы больше подходят для комбинаторного синтеза библиотек соединений, иногда используются альтернативные носители.
Например, целлюлоза является хорошей подложкой для многократного “капельного синтеза” пептидов или для синтеза библиотек на бумаге. “Капельные” синтезы проводят путем капания растворов защищенных аминокислот на модифицированную бумагу в присутствии активирующего реагента. Здесь реакционным сосудом является непосредственно носитель и нет необходимости манипуляций, характерных для жидких сред в течение синтеза (обычно встряхивание в случае твердофазного синтеза). Реакция идет за счет диффузии жидкости в носителе. Этот принцип внутреннего объемного синтеза был проверен при использовании полимерных носителей на синтезаторе, использующем центрифугирование для устранения жидкости. Было найдено, что капельная техника сопоставима с классическим функционированием твердой фазы в пептидном синтезе.
Было также найдено, что хлопок (вата), как самая чистая форма целлюлозы может служить удобной подложкой твердой фазы, особенно для множественного синтеза или генерирования библиотеки.
Хотя гранулы и являются наиболее распространенной формой твердой положки, но и другие виды (например, иглы) могут также использоваться для комбинаторного синтеза. Модифицированная стеклянная поверхность также может быть применена для олигонуклеотидного синтеза.