Rola grup zabezpieczających jest kluczowa w syntezie peptydów i kwasów nukleinowych, zwłaszcza w syntezie złożonych cząsteczek, takich jak peptydowe kwasy nukleinowe (PNA). PNA jest analogiem DNA o peptydopodobnym szkielecie, którego główny szkielet składa się z N({0}}aminoetylo)-glicyny i zasad kwasu nukleinowego połączonych grupami karbonylowymi metylenu. W procesie syntezy PNA zastosowanie grup ochronnych ma za zadanie chronić określone grupy funkcyjne, zapobiegać ich zużyciu w niepotrzebnych reakcjach oraz zapewnić efektywną syntezę i oczyszczanie cząsteczek docelowych.
Dobór i funkcja podstaw ochronnych
Ochrona aminokwasów: W syntezie PNA grupa guanidynowa argininy ma silną nukleofilowość i zasadowość i należy ją chronić, aby zapobiec jej usunięciu w warunkach kwaśnych i zasadowych. Typowe grupy zabezpieczające obejmują tert-butoksykarbonyl, nitro, toluenosulfonyl, trifluoroacetyl, benzyloksyformyl itp. Na przykład grupę guanidynową argininy można zabezpieczyć bisallilokarbonylem i ostatecznie usunąć za pomocą katalizy palladowej.
Ochrona grup karboksylowych: Grupy karboksylowe w łańcuchach peptydowych mogą również wymagać ochrony, aby zapobiec ich uczestnictwu w niepożądanych reakcjach. Na przykład w syntezie ILE Glu (-pip) grupa aminowa ILE jest chroniona przez FMOC, podczas gdy grupa karboksylowa GLU jest chroniona przez TBU.
Ochrona chromoforu: p-nitroanilina (chromofor w PNA) ma słabą nukleofilowość ze względu na silny efekt odciągania elektronów przez grupy nitrowe, co utrudnia łączenie się z aminokwasami ogólnymi metodami kondensacji amidów. W niniejszym wynalazku problem łączenia p-nitroaniliny rozwiązano przez połączenie najpierw p-fenylenodiaminy z aminokwasem, a następnie jej utlenienie. Ta metoda jest bardziej przyjazna dla środowiska, bezpieczna i ma wyższą wydajność.