जीएलपी-1(जोड़ना:https://www.bloomtechz.com/synthetic-केमिकल/पेप्टाइड/glp-1-पेप्टाइड-कैस-87805-34-3.html) एक पॉलीपेप्टाइड हार्मोन है जिसमें 30 अमीनो एसिड होते हैं। जीएलपी -1 पर गहन शोध के साथ, अधिक से अधिक सिंथेटिक तरीके विकसित किए गए हैं। यह लेख जीएलपी -1 के वर्तमान में ज्ञात संश्लेषण विधियों को व्यवस्थित रूप से पेश करेगा।
विधि 1, ठोस चरण संश्लेषण:
ठोस-चरण संश्लेषण पेप्टाइड और प्रोटीन संश्लेषण के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है, और आमतौर पर जीएलपी -1 के संश्लेषण के लिए भी इसका उपयोग किया जाता है। ठोस-चरण संश्लेषण में, पहले अमीनो एसिड को राल से जोड़कर कोर संरचना बनाई जाती है। अगला, अगला अमीनो एसिड क्रम में जोड़ा जाता है और रासायनिक रूप से एक उपयुक्त संघनक एजेंट के साथ प्रतिक्रिया करता है। अंत में, राल से पॉलीपेप्टाइड को साफ करके लक्ष्य उत्पाद प्राप्त किया जा सकता है।
ठोस-चरण संश्लेषण का महत्व यह है कि यह पेप्टाइड संश्लेषण के स्वचालन और बड़े पैमाने पर उत्पादन को सक्षम बनाता है। वर्तमान मुख्यधारा के ठोस-चरण संश्लेषण विधियों में Fmoc और Boc शामिल हैं। उनमें से, Fmoc विधि पेप्टाइड की सुरक्षा के लिए N-Fmoc सुरक्षा समूह का उपयोग करती है, जबकि कार्बोक्सिल समूह की सुरक्षा के लिए Boc विधि tert-butyloxycarbonyl का उपयोग करती है।
विधि दो, तरल चरण संश्लेषण:
तरल-चरण संश्लेषण पेप्टाइड संश्लेषण का एक पारंपरिक तरीका है जिसमें अभिकारकों को प्रतिक्रिया के लिए तरल चरण में रखा जाता है। तरल-चरण संश्लेषण का लाभ यह है कि संवेदनशील रासायनिक संरचनाओं के संशोधन के लिए प्रतिक्रिया की स्थिति हल्की और उपयुक्त होती है। हालाँकि, बहुत अधिक अभिकारकों के कारण, शुद्धिकरण प्रक्रिया अपेक्षाकृत बोझिल होती है। तरल चरण संश्लेषण में रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल हैं:
1. संघनन अभिक्रिया:
संघनन प्रतिक्रिया पेप्टाइड संश्लेषण में सबसे बुनियादी प्रतिक्रियाओं में से एक है, अर्थात, DCC और HOBt जैसे संघनक एजेंटों द्वारा शुरू किया गया कार्बोक्सिल समूह, एसाइलेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से अमीनो एसिड के अमीनो समूह से जुड़ा है। प्रतिक्रिया की स्थिति हल्की होती है और उपज अधिक होती है।
2. उन्मूलन प्रतिक्रियाएँ:
उन्मूलन प्रतिक्रिया NaBH4 और अन्य कम करने वाले एजेंटों द्वारा मेथियोनीन को डाइथियोल में कम करना है, जिससे यह निष्क्रिय हो जाता है। प्रतिक्रिया बुनियादी शर्तों के तहत किया जाना चाहिए।
3. सुरक्षा समूहों को हटाना:
पेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड के विभिन्न कार्यों के कारण, सुरक्षा के लिए विभिन्न सुरक्षा समूहों का उपयोग किया जाएगा। संश्लेषण पूरा होने के बाद, सुरक्षा समूह को हटाने की जरूरत है। Fmoc विधि के लिए, आमतौर पर Fmoc को हटाने के लिए पाइपरिडीन का उपयोग किया जाता है; जबकि Boc विधि के लिए, TFA का उपयोग Boc को हटाने के लिए किया जाता है।
विधि तीन, रासायनिक संश्लेषण:
जीएलपी -1 महत्वपूर्ण जैविक गतिविधियों वाला एक पॉलीपेप्टाइड हार्मोन है। इसके संश्लेषण को विभिन्न तरीकों से महसूस किया जा सकता है, जिनमें रासायनिक संश्लेषण सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधियों में से एक है। रासायनिक संश्लेषण का लाभ यह है कि यह अत्यधिक शुद्ध लक्षित उत्पादों का उत्पादन कर सकता है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं। रासायनिक संश्लेषण विधि और GLP-1 के विस्तृत चरणों का परिचय नीचे दिया जाएगा।
1. सिंथेटिक मार्ग और समूह चयन की सुरक्षा:
जीएलपी -1 अणु में 36 अमीनो एसिड होते हैं, जिनमें 21 एल-टाइप और 15 डी-टाइप एमिनो एसिड शामिल हैं। संश्लेषण करने से पहले, एक उपयुक्त सिंथेटिक मार्ग का चयन करना और सिंथेटिक स्थितियों के अनुसार संबंधित सुरक्षा समूह का चयन करना आवश्यक है। Fmoc ठोस-चरण संश्लेषण आमतौर पर स्वचालित बड़े पैमाने पर संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है। यह विधि एक सुरक्षा समूह के रूप में N-9-फ्लोरोइमिडो कार्बोक्सिल सुरक्षा (N-Fmoc) का उपयोग करती है, और विशिष्ट साइटों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक उपयुक्त द्वितीयक सुरक्षा समूह (जैसे tert-butyl या मिथाइल) का चयन करने की भी आवश्यकता होती है। हर बार एक नया अमीनो एसिड जोड़ा जाता है, Fmoc सुरक्षा समूह को पहले हटाने की जरूरत होती है, और फिर अगले अमीनो एसिड के संरक्षित युग्मन पदार्थ को जोड़ा जाता है।
2. कोर अमीनो एसिड अनुक्रम का संश्लेषण:
जीएलपी -1 के मुख्य अनुक्रम में 21 अमीनो एसिड होते हैं, जिसमें एक प्रमुख सेरीन और चार प्रोलिल-ग्लूटामिक एसिड डायपेप्टाइड अनुक्रम शामिल हैं। ठोस-चरण संश्लेषण में, कोर अनुक्रम के संश्लेषण को निम्न चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
2.1। एसिटिक एसिड कार्बामेट (Fmoc-NH-CH2CO2Et) और 2-Cl-Trt-Cl को ठोस-चरण सिंथेटिक राल में जोड़ें, और DIC/NMM युग्मन एजेंट के साथ संघनन प्रतिक्रिया करें।
2.2। ग्रुप रिएक्शन को डिप्रोटेक्ट करके Fmoc प्रोटेक्टिंग ग्रुप को हटाएं।
2.3। अगला अमीनो एसिड जोड़ें, चरण 1 और चरण 2 को अनुक्रम में दोहराएं जब तक कि कोर अनुक्रम संश्लेषित न हो जाए।
2.4। ठोस चरण राल पर पेंटापेप्टाइड संरचनाओं का निर्माण। एसिटलाइजेशन अभिकर्मक को ठोस-चरण राल में जोड़ें, एन-टर्मिनल मान्यता एजेंट (जैसे एचबीटीयू) के साथ प्रतिक्रिया करें, सहायक कम करने वाले एजेंट के रूप में सेरीन के साइड चेन सुरक्षा समूह को जोड़ें, और फिर एफएमओसी सुरक्षा समूह को हटा दें।
2.5। बैसिलस सबटिलिस ट्रांसफ़ेज़ (प्रोटाइड) के कटैलिसीस के तहत, पेंटापेप्टाइड संरचना सेरीन आयोडोसेटेट के अग्रदूत के साथ एक विनिमय प्रतिक्रिया से गुजरती है।
3. शेष अमीनो एसिड अनुक्रम का संश्लेषण:
कोर अनुक्रम के संश्लेषण को पूरा करने के बाद, एल- और डी-टाइप अमीनो एसिड सहित शेष अमीनो एसिड को जोड़ना जारी रखना आवश्यक है। इन अमीनो एसिड को जोड़ने के लिए कोर अनुक्रम से शुरू करने की जरूरत है, अगले अमीनो एसिड को अनुक्रम में जोड़ें, और एक पूर्ण जीएलपी -1 पॉलीपेप्टाइड अणु को संश्लेषित करने तक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को पूरा करने के लिए संबंधित संघनक एजेंट का उपयोग करें। इस प्रक्रिया के दौरान, आवश्यकतानुसार एक उपयुक्त सुरक्षा समूह का चयन करना और प्रतिक्रिया के चरणों को पूरा करना, सुरक्षा समूह को हटाना और क्रम में अमीनो एसिड को जोड़ना भी आवश्यक है।
4. सोडियम हाइड्रोक्साइड उपचार:
सभी अमीनो एसिड जोड़े जाने के बाद, एक अपूर्ण रूप से संश्लेषित पेप्टाइड श्रृंखला ठोस-चरण राल पर बनती है और इसे पूरी तरह से गठित पेप्टाइड अणु बनाने के लिए संसाधित करने की आवश्यकता होती है। सबसे पहले, विकृत पेप्टाइड को सोडियम हाइड्रॉक्साइड द्वारा हाइड्रोलाइज्ड किया जाना चाहिए, ताकि मूल रूप से राल से जुड़ा सी-टर्मिनल कार्बोक्सिल समूह राल से अलग हो जाए, और सुरक्षात्मक समूह पानी में अलग हो जाए। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया के बाद, लक्ष्य उत्पाद प्राप्त होता है।
5. वर्षा और धुलाई:
उपचार के बाद, लक्ष्य उत्पाद को अवक्षेपित करने के लिए हाइड्रोलाइज्ड घोल को एसिड के साथ उपचारित किया जाता है। अगला, गोली को पानी में फिर से जोड़ा गया, इसके बाद अशुद्धियों को दूर करने के लिए गहन धुलाई की गई।
6. शुद्धिकरण:
अंतिम चरण वांछित उत्पाद का शुद्धिकरण है, आमतौर पर उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करते हुए। इस प्रक्रिया के दौरान, द्रव्यमान स्पेक्ट्रम में समाधान की चोटी का पता लगाकर उत्पाद की शुद्धता निर्धारित की जा सकती है। संक्षेप में, जीएलपी -1 के रासायनिक संश्लेषण के लिए जटिल प्रतिक्रियाओं के कई दौरों और सख्त शुद्धिकरण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है ताकि अंततः सक्रिय लक्ष्य उत्पाद प्राप्त किया जा सके।
विधि चार, जैवसंश्लेषण:
जीएलपी -1 विभिन्न शारीरिक प्रभावों वाला एक महत्वपूर्ण पॉलीपेप्टाइड हार्मोन है, जिसमें इंसुलिन स्राव को बढ़ावा देना, भूख को कम करना, शरीर के वजन को कम करना और इंसुलिन संवेदनशीलता को बनाए रखना आदि शामिल हैं। जीएलपी -1 की जैवसंश्लेषण विधि मुख्य रूप से एल कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित होती है। अग्न्याशय ग्रंथि में, और इसकी संश्लेषण दर आहार सेवन के साथ नियंत्रित होती है। विस्तृत कदम निम्नानुसार पेश किए गए हैं:
1. संश्लेषण से पहले प्रारंभिक कार्य:
जीएलपी -1 के जैवसंश्लेषण से पहले, कुछ प्रारंभिक कार्य किए जाने की आवश्यकता है, जिसमें उपयोग किए गए सेल प्रकार का निर्धारण करना, संस्कृति की स्थिति निर्धारित करना और उपयुक्त उत्प्रेरक एंजाइम का चयन करना शामिल है। एल कोशिकाएं जीएलपी -1 संश्लेषण का मुख्य स्रोत हैं क्योंकि उनमें दो हार्मोन, जीआईपी (ग्लूकागन-जैसे पेप्टाइड 1) और जीएलपी -1 के पूर्ववर्ती होते हैं। एल कोशिकाओं को खरगोशों या चूहों के आंतों के उपकला से अलग किया जा सकता है। जैवसंश्लेषण से पहले, कोशिकाओं को पर्याप्त संख्या में सुसंस्कृत करने की आवश्यकता होती है, और पर्याप्त पोषक तत्व और उपयुक्त संस्कृति की स्थिति प्रदान की जानी चाहिए। इसके अलावा, प्रतिक्रिया को बढ़ावा देने के लिए उपयुक्त उत्प्रेरक एंजाइम का चयन करना आवश्यक है।
2. अग्रदूतों का संश्लेषण और प्रसंस्करण:
जीएलपी -1 का जैवसंश्लेषण मुख्य रूप से एल कोशिकाओं में होता है, और इसका अग्रदूत दो हार्मोन, जीआईपी और जीएलपी -1 से बना होता है। अंतःस्रावी कोशिकाओं में प्रवेश करने के बाद, GIP और GLP -1 को प्रोटियोलिटिक एंजाइमों द्वारा संसाधित किया जाता है और अलग-अलग पेप्टाइड्स में विभाजित किया जाता है। इस प्रक्रिया में एंजाइमों और कॉफ़ेक्टर्स की एक श्रृंखला शामिल होती है, जिसमें अग्रदूत पॉलीपेप्टाइड एसिडेज़ (PC2), आइसोमेरेज़ और देर से आसंजन कारक शामिल हैं।
3. पॉलीपेप्टाइड खंडों के बीच पारस्परिक रूपांतरण:
प्रसंस्करण के बाद, GIP और GLP -1 पेप्टाइड्स को GLP -1 पॉलीपेप्टाइड बनाने के लिए पुनर्संयोजित किया जाता है। इस प्रक्रिया के लिए एक टेम्पलेट के रूप में ग्लूकागन-जैसे पेप्टाइड 1 (जीएलपी -1) के उपयोग की आवश्यकता होती है, जिसमें अन्य व्यक्तिगत पेप्टाइड्स को नए समग्र पॉलीपेप्टाइड्स बनाने के लिए जोड़ा जाता है। इस प्रक्रिया के लिए कुछ विशिष्ट एंजाइमों और कारकों की भी आवश्यकता होती है, जिनमें प्रोहॉर्मोन कन्वर्टेज़ 1/3 (PC1/3) और कार्बोक्सीपेप्टिडेज़ E (CPE) शामिल हैं।
4. जीएलपी -1 स्राव:
जीएलपी -1 के संश्लेषित और संसाधित होने के बाद, यह अंतःस्रावी कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म और आंतरिक पुटिकाओं में संग्रहीत होता है। जब आहार द्वारा उत्तेजित किया जाता है, अंतःस्रावी कोशिकाएं जीएलपी -1 छोड़ती हैं और माइक्रोवेसल्स के माध्यम से रक्त परिसंचरण में प्रवेश करती हैं। इस प्रक्रिया को cAMP-Ca सहित सिग्नल ट्रांसडक्शन पाथवे की एक श्रृंखला के माध्यम से विनियमित और नियंत्रित किया जाता है2 प्लसऔर इसी तरह।
संक्षेप में, जीएलपी -1 के जैवसंश्लेषण में कई लिंक और कारकों की संयुक्त क्रिया शामिल है। जैवसंश्लेषण और रासायनिक संश्लेषण का संयोजन जीएलपी -1 के अनुसंधान और उत्पादन के लिए एक बेहतर आधार और सहायता प्रदान कर सकता है।
विधि पाँच, एंजाइमी संश्लेषण:
एंजाइमी संश्लेषण जैविक एंजाइमों के कटैलिसीस के माध्यम से पेप्टाइड श्रृंखलाओं का संश्लेषण है। पारंपरिक तरल-चरण संश्लेषण विधियों की तुलना में, कमरे के तापमान पर एंजाइमेटिक संश्लेषण किया जा सकता है, और कच्चे माल की एक विस्तृत श्रृंखला का चयन किया जा सकता है। थीटा-तरल सिंथेज़, एईपी, एसीई आदि जैसे एंजाइम आमतौर पर संश्लेषण को उत्प्रेरित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
अंत में, उपर्युक्त विधियाँ GLP -1 संश्लेषण के लिए व्यवहार्य विधियाँ हैं। अलग-अलग प्रायोगिक स्थितियों और दवा उत्पादन वातावरण के लिए अलग-अलग तरीके उपयुक्त हैं।