NH - Wydział Chemii UW

SYNTEZA FRAGMENTU GRELINY MODYFIKOWANEGO
Pracownia Peptydów Wydziaâu Chemii UW
kierownik pracy: dr hab. Aleksandra Misicka-Kęsik, prof. UW
opiekun pracy: mgr Dagmara Tymecka
O
GH RELIN
T he "Feed M e" Peptide
ZAáOįENIA I CELE PRACY MAGISTERSKIEJ
ƒ Grelina jest to endogenny ligand receptora
wydzielania hormonu wzrostu (GH);
¾ Zaãoİeniem mojej pracy magisterskiej byão otrzymanie analogów
pičcioaminokwasowego N-koęcowego fragmentu greliny. Zaprojektowane
analogi zawierajĈ ǃ2-lipoaminokwas w miejscu n-oktaacylowanej seryny.
ƒ 28-peptyd posiadajĈcy n-oktaacylowanĈ
serynč w pozycji trzeciej;
Ad.2. Analogi fragmentu greliny ludzkiej modyfikowane ǃ2-lipoaminokwasami
zsyntezowane na noĤniku polimerycznym (İywica MBHA) wedãug strategii Boc/Bzl:
H3C
¾ WiĈzanie estrowe, poprzez które lipidowa modyfikacja ãĈczy sič z peptydem,
ulega hydrolizie enzymatycznej, dlatego grelina ãatwo dezaktywuje sič.
ZastĈpienie acylowanej seryny ǃ-aminokwasem ma spowodowaþ obniİenie
podatnoĤci tych peptydów na degradacjč enzymatycznĈ oraz
zminimalizowaþ ryzyko utraty lipidowego elementu strukturalnego.
ƒ minimum strukturalne niezbčdne do aktywacji
receptora stanowi N-koęcowy fragment czĈsteczki;
ƒ
- LIPOAMINOKWASAMI
O
KAMIL KAZNOWSKI
ƒ
2
Ƣ
wykazywane dziaãanie: powstawanie uczucia gãodu, indukowanie
otyãoĤci, antagonizowanie leptyny (hormonu ukãadu pokarmowego)
oraz wpãywanie na poziom insuliny i stan gospodarki wčglowodanowej;
N H2
Otrzymano nastčpujĈce analogi:
¾ Wprowadzenie ãaęcuchów bocznych o róİnej liczbie atomów wčgla
(C8, C10, C12, C16) ma na celu zbadanie wpãywu dãugoĤci ãaęcucha na
aktywnoĤþ biologicznĈ greliny. IstniejĈ bowiem badania, z
których wynika, İe skrócenie ãaęcucha zmniejsza aktywnoĤþ biologicznĈ,
zaĤ niewielkie wydãuİenie – zwičksza.
kierunek poszukiwaę: badania nad otrzymaniem analogów greliny
majĈce na celu otrzymanie zwiĈzków o okreĤlonej aktywnoĤci, o
dziaãaniu agonistycznym lub antagonistycznym (walka z otyãoĤciĈ,
anoreksjĈ czy cukrzycĈ).
GRELINA JAKO INICJATOR SPOįYWANIA
POSIáKU
Stčİenie greliny w osoczu krwi wzrasta na okoão dwie godziny przed
przyjčciem poİywienia i maleje tuİ po jego rozpoczčciu. BezpoĤrednie
wstrzykničcie hormonu do mózgu, wywoãuje gwaãtowny wzrost
ãaknienia i po dãuİszym czasie
trwania
eksperymentu przyrost
masy ciaãa.
Hormon stymuluje wydzielanie
neuropeptydów,
które wpãywajĈ na komórki
nerwowe
odpowiedzialne za gospodarkč
energetycznĈ
organizmu. Badania polegajĈce
na regularnym
podawaniu przeciwciaã greliny prowadzĈ z kolei do obniİenia masy ciaãa.
Gãodzeniu towarzyszy natomiast gwaãtowny wzrost stčİenia
greliny we krwi, ulegajĈcy obniİeniu chwilč po podaniu posiãku.
NH
NH
C 8 H 17
OH
NH
O
CONH 2
NH
H2 N
CH 3
O
NH
NH
NH
C 10 H 21
OH
CONH 2
O
CH 3
CH 3
1. Synteza i opracowanie optymalnych warunków otrzymywania
ǃ2-lipoaminokwasów o róİnych ãaęcuchach bocznych [C8, C10, C12, C16]
oraz przygotowanie ich do syntezy peptydów na fazie staãej;
2. Synteza analogów fragmentu greliny ludzkiej zmodyfikowanych
ǃ2-lipoaminokwasami:
H – Gly – Ser – (R,S)-ǃ2-lipoAA[Cn] – Phe – Leu – NH2
[n = 8, 10, 12, 16]
3. Synteza fragmentu greliny ludzkiej:
H – Gly – Ser – Ser[n-oktaacylo] – Phe – Leu –
O
O
NH
H2 N
O
NH
OH
O
O
NH
NH
C 12 H 25
O
CONH 2
NH
H2N
CH 3
O
NH
NH
NH
C 16 H 33
OH
O
CONH 2
CH 3
CH 3
CH 3
NH2
Ad.3. Naturalny N-koęcowy fragment greliny ludzkiej zsyntezowany na noĤniku
polimerycznym (İywica Rink-amidowa) wedãug strategii Fmoc/tBu:
BADANIA WáASNE
Ad.1. Synteza czterech racemicznych ǃ2-lipoaminokwasów o wzrastajĈcej
dãugoĤci ãaęcucha wčglowego (C8, C10, C12, C16) wedãug poniİszego schematu:
O
n Br
NC
K2CO3
COOCH3
n
NaBH4
CoCl2 * 6 H2O
Boc2O
COOCH3
DMF
O
O
n
N
CH3OH
H
NH2
COOCH3
1. Fmoc-Leu-OH
2. Fmoc-Phe-OH
[TBTU, HOBt, DIPEA]
3. Fmoc-Ser-OH
4. Fmoc-Ser(OtBu)-OH
5. Boc-Gly-OH
[EDC, HOBt]
C7H15COCl / pirydyna
deprotekcja Fmoc: piperydyna/DMF
odãĈczenie od polimeru: 95% TFA
OH
O
H2N
O
NH
NH
O
LiOH
O
H
COOCH3
CH3OH / H2O
N
n
H
COOH
O
O
O
N
H
O
H
O
N
C 8 H 17
H
COOH
O
C 12 H 25
6
COOH
Otrzymane przeze mnie analogi fragmentu greliny zostanĈ przekazane do badaę
biologicznych, które wskaİĈ jaki wpãyw na dziaãanie biologiczne greliny miaãy
wprowadzone modyfikacje.
C 10 H 21
O
N
CH3
PODSUMOWANIE
Otrzymane racemiczne Boc-ǃ2-lipoaminokwasy:
COOH
CH3
MeO
O
n
N
CONH2
O
O
O
O
NH
NH
O
OMe
O
ANOREKSJI… Obecnie powszechne stajĈ sič zaburzenia wywoãane
brakiem ãaknienia (anoreksja), które wymagajĈ odpowiedniej stymulacji
receptora. Niski poziom greliny w surowicy krwi mógãby byþ uzupeãniany
poprzez terapič z zastosowaniem skutecznych, syntetycznych agonistów jej
receptora.
NH
O
O
CH 3
NC
OTYâOģCI… ZnajĈc „wroga” ãatwiej jest podejmowaþ prace
nad skutecznym powstrzymaniem greliny przed wzmaganiem
potrzeby uzupeãnienia zasobów energetycznych organizmu.
Problem otyãoĤci dotyczy przeszão miliarda ludzi na Ĥwiecie.
Walka z problemem jest trudna gdyİ wymaga wyrzeczeę,
wysiãku i samokontroli, na które nie kaİdy jest w stanie sič zdobyþ. Prace
nad znalezieniem skutecznego antagonisty receptora greliny mogĈ wičc
okazaþ sič zbawienne w walce z epidemiĈ otyãoĤci, z którĈ boryka sič
wspóãczesna cywilizacja.
O
ETAPY PRACY:
Wykres. Graficzna ilustracja poziomu greliny w
surowicy krwi przed i po spoİyciu posiãków.
PO CO TO WSZYSTKO?
czyli nadzieja na skuteczne leczenie…
O
O
H2 N
.
1. Boc-Leu-OH
2. Boc-Phe-OH
3. Boc-ȕ-lipoAA-OH
4. Boc-Ser(OBzl)-OH
5. Boc-Gly-OH
[TBTU/HBTU, HOBt, DIPEA]
deprotekcja Boc: TFA/DCM
odáączenie od polimeru: ciekáy HF
N
H
COOH
C 16 H 33
DLA ZAINTERESOWANYCH
M. Kojima et al. / Nature 402 (1999) 656.
M. Kojima et al. / Physiol. Rev. 85 (2005) 495.