Membran-basierte Synthese von Peptiden und Oligonukleotiden

Peptide, Oligonukleotide und Peptidnukleinsäuren sind wichtige Biomoleküle (engl: -tides). EU-finanzierte Forscher entwickelten neuartige Membran-basierte Technologien für deren Synthese, die sich für vielfältigste Anwendungen eignen.

Gesundheit

Bei herkömmlichen Synthesetechniken – Festphasen- (SPPS) und Flüssigphasen-Peptidsynthese (LPPS) – ist die Reinheit, Ausbeute und Chargenvariabilität mitunter problematisch. Wissenschaftler des Projekts "Membrane enhanced tide synthesis - A new paradigm peptide / oligonucleotide synthesis technology" (MEMTIDE) kombinierten Membran-Technologien mit Peptid/ Oligonukleotid-Syntheseverfahren, um kosteneffizient Qualität und Ausbeute zu optimieren und die Chargenvariabilität zu reduzieren. Die Forscher entwickelten und optimierten nach einem Vergleich verschiedener Vernetzer, Haftvermittler und Lösungsmittelzusammensetzungen neuartige Methoden zur Membran-basierten Peptid/ Oligonukleotidsynthese. Dies umfasste die Vorbereitung und Vernetzung integral asymmetrischer PBI (Polybenzimidazol)- Membranen für die Nanofiltration. Diese PBI-Membranen sind widerstandsfähig gegen aggressive chemische Substanzen und daher für die pharmazeutische Aufreinigung mit Säuren und Basen geeignet. MEMTIDE synthetisierte drei Peptide mit höherer Reinheit und Ausbeute und verwendete hierfür OH-BTL- statt Wang-Harz. Auf der Suche nach geeigneten Substanzen wurden verschiedene kommerziell erhältliche lösliche Träger getestet. Die Wissenschaftler kombinierten organische Nanofiltration (OSN) mit LPPS und erzeugten das Peptid 9-Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc)-RADA mit hoher Ausbeute und Reinheit. Fmoc soll normalerweise Schäden an der funktionellen Aminosäurengruppe vermeiden. Für diese Methode wurden weniger gleichwertige Aminosäuren für die Kopplung benötigt als für SPPS. Für die Oligonukleotidsynthese wurden durch Kombination von LPPS und OSN 5-mer-DANN-Oligonukleotide erzeugt, eine Technik, die sich vor allem für die großtechnische Herstellung von Oligo-basierten Therapeutika eignet. Allerdings besteht noch Verbesserungsbedarf bei den Prozessabläufen. Die Projektaktivitäten wurden in 11 Beiträgen veröffentlicht, und weitere sind in Vorbereitung. Außerdem stellte das Team seine Ergebnisse auf 11 Veranstaltungen und 16 PosterpPräsentationen auf 15 internationalen Konferenzen vor, was weitere gemeinsame Forschungsvorhaben in diesem Bereich anregte. Für die kommerzielle Anwendung der im Projekt entwickelten Verfahren und Produkte reichten die Partner Patentanmeldungen ein. Insgesamt eignet sich die Kombination von LPPS und OSN für die kostengünstige großtechnische Herstellung von Peptiden und Oligonukleotiden.Anwendungen sind die Entwicklung synthetischer Wirkstoffe für Peptid- und Oligo-basierte Therapien sowie die Herstellung von Impfstoffen, Antikörpern und Enzymen. Weiterhin können die neuen Technologien und Verfahren auch für Chemikalien-, Lebensmittel- und andere Branchen angepasst werden.

Schlüsselbegriffe

Membran, -tides, Synthese, Peptid, Oligonukleotid, SPPS, LPPS, Ausbeute, Chargenvariabilität, Vernetzer, Haftmittel, Lösungsmittel, Polybenzimidazol, Nanofiltration, Aufreinigungsprozess, Harz, organisches Lösungsmittel, Nanofiltration, Fmoc

Membrane Enhanced Tide Synthesis - A New Paradigm Peptide / Oligonucleotide Synthesis Technology

Membran-basierte Synthese von Peptiden und Oligonukleotiden

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