肽類藥物生產迎來新方案！光化學技術助力肽類藥物高效合成

近日，Vapourtec廠家分享了一個案例：諾和諾德的科研團隊通過創新的連續流動技術，在肽類和蛋白質的C端α-氨基化過程中取得了顯著突破。這一技術打破了傳統方法的限制，為肽類藥物的高效合成提供了新的解決方案！

？！怎么做到的？

諾和諾德的科學家們成功利用連續流技術從半胱氨酸延伸的多肽前體實現了肽和蛋白質的C端α-氨基化 [1]。整個過程包括三個步驟：半胱氨酸巰基與光標記物的取代、光誘導的脫羧消除以及烯酰胺的斷裂。在Vapourtec R系列流動系統中配備UV-150光化學反應模塊，實現了肽YY類似物的克級合成，而現有技術在商業化規模上無法實現這一過程。

現代合成中的肽類治療劑：

機會與局限性

近年來，基于肽的療法迎來了復興，這很可能是由于化學和結構生物學領域的進步。此外，最近在解決肽治療藥物的局限性方面取得了進展，尤其是在半衰期短和口服生物利用度差方面 [2]。傳統上，肽是通過固相肽合成（SPPS）來合成的，但在需要大規模生產時，這種方法可能不可行。在這種情況下，重組生產提供了一種替代方法。然而，使用這種方法制備C端α-酰胺的肽尤其具有挑戰性。

結合重組生產與光和流動技術

進行功能化

在此工作中，基于Baker團隊的先前披露 [3]，C端半胱氨酸殘基與光不穩定試劑4-氯-7-硝基苯并呋喃（NBD-Cl）結合。在光照下，這一中間體經歷了脫羧-片段化序列，生成C端N-乙烯酰胺。乙烯基可以通過酸水解或逆電子需求Diels-Alder（IEDDA）反應去除，以揭示C端α-酰胺，這使得對酸敏感的肽和蛋白質（例如糖肽）也具有兼容性。

在小規模（250 μM）下，該協議成功用于GLP-1R激動劑GLP-1(7-36)的批處理合成，這是一類重要的治療性肽，包括已上市的藥物艾塞那肽和利西那肽，以及其它生物學相關靶點，包括胃泌素釋放肽（gastrin-releasing peptide）、骨蛋白（osteocrin）和布列維特（bulevertide）。

使用Vapourtec R系列流動系統配備UV-150光化學反應模塊的放大過程被證明是高效的。

第一個例子展示了PYY類似物的制備，這是一種參與調節食欲的酰化胃腸激素 [4, 5]。使用4克起始材料，C端半胱氨酸與NBD-Cl反應，然后在流動條件下進行光引發斷裂（430 nm，24 W，99%燈功率，2 mL線圈，20 mL/min，停留時間=6秒）。通過磷酸水解將N端酶解和烯酰胺轉化為目標酰化肽，最終純化后總產率為20%。

第二個例子展示了將12克重組81個氨基酸的GLP1R-淀粉樣蛋白R共激動劑前體肽轉化為目標肽酰胺，產率為78%，快速且干凈。

實驗總結

總之，Harris及其同事披露了一種高效的方式，將肽和蛋白質轉化為相應的C端酰胺，且產率良好、反應迅速。值得注意的是，這項工作使得C端酰胺化（光標記和光化學轉換）能夠在一天內完成，這比目前的能力有了顯著提升。該方法適用的底物范圍廣泛，既適用于合成肽，也適用于重組肽。作者指出，若沒有結合Vapourtec R系列流動系統與UV-150光化學反應模塊，這一反應在商業化規模上根本不可行，清晰地展示了啟用技術，特別是流動光化學的優勢。

關鍵亮點

01

高效合成：

采用Vapourtec R系列流動系統，配合UV-150光化學反應模塊，成功實現了肽類藥物的克級合成。傳統技術無法滿足的規模需求，如今通過這一先進設備得以輕松解決。

02

光化學功能化：

通過將C端半胱氨酸與光可分解試劑結合，在光照下實現高效的C端酰胺化反應。整套過程只需一天，極大提升了生產效率！

03

應用廣泛：

此技術不僅適用于合成GLP-1R激動劑等重要治療肽，還能廣泛應用于其他生物學相關靶點，如胃泌素釋放肽、骨髓蛋白等。

04

產業化前景：

Vapourtec R系列流動系統的引入，使得肽類藥物的合成在商業規模上變得切實可行，突破了現有技術的瓶頸。無論是小規模試驗還是大規模生產，都能高效、精準地完成。

總結

Vapourtec

這一創新性技術的應用，將為肽類藥物的開發和生產帶來革命性變革。通過Vapourtec流動系統，研發人員能夠快速、高效地生產具有復雜結構的治療肽，推動生物制藥領域的持續發展。

想了解更多關于Vapourtec R系列流動系統及UV-150光化學反應模塊的信息，歡迎聯系德祥科技！

參考文獻

[1] Photochemically-enabled, post-translational production of C-terminal amides. (D. Hymel, F. Wokcik, K. S. Halskov et al., Nature Comm., 2024, 15, 7162).

[2] The current state of peptide drug discovery: back to the future? (A. Henninot, J. C. Collins, J. M. Nuss, J. Med. Chem., 2018, 61, 1382). 

[3] Photochemically re-bridging disulfide bonds and the discovery of a thiomaleimide mediatedphotodecarboxylation of C-terminal cysteines. (D. A. Richards, S. A. Fletcher, M. Nobles et al., Org. Biomol. Chem., 2016, 14,455). 

[4] The Hitchhiker’s guide to flow chemistry. (M. B. Plutschack, B. Pieber, K. Gilmore, P. H. Seeberger, Chem. Rev., 2017, 117,11796).

[5] Technological innovations in photochemistry for organic synthesis: flow chemistry, high-throughput experimentation, scale-up, and photoelectrochemistry. (L. Buglioni, F. Rayemenants, A. Slattery, S. D. A. Zontag, T. No?l, Chem. Rev., 2022, 122, 2752).

Vapourtec

英國Vapourtec是德祥集團資深合作伙伴之一。英國Vapourtec公司成立于2003年，專業致力于研發和生產流動合成儀。并在世界優秀的制藥公司中被廣泛使用。

其生產的R系列產品質量可靠、性能成熟，高效能模塊系統可隨您的生產需要無縫擴大，確保能滿足您的業務發展需求。

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德祥科技

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