1. ポリペプチドの概要
ペプチドは自然界や生物体内に広く存在します。2つ以上のアミノ酸がペプチド結合でつながった天然物質の一種です。これらはタンパク質の不完全な加水分解の生成物でもあります。これまでに生物体内では多種多様なポリペプチドが発見されており、それらは体内の生命活動に参加し、制御する上で重要な役割を果たしている。アミノ酸の数に応じて、オリゴペプチド（アミノ酸2～10個）とポリペプチド（アミノ酸10～100個）に分けられます。
2. ポリペプチドの合成法
最初のペプチドであるオキシトシンの合成に成功して以来、科学者たちは数十年にわたる絶え間ない努力の末、さまざまなペプチド合成法を開発してきました。これらの合成法は大きく生物合成法と化学合成法に分けられます。
生合成法には、抽出法、酵素加水分解法、遺伝子組換え法、発酵法などが含まれます。
天然抽出法とは、動植物からポリペプチド物質を抽出する方法です。しかし、生体内にポリペプチド物質が含まれることは稀である。この方法で得られるポリペプチドは純度が低く、抽出工程で雑菌が入りやすい。したがって、抽出方法は徐々に他の方法に置き換えられてきました。
酵素加水分解では、生物学的酵素を使用してタンパク質をペプチドに分解します。この方法は反応条件が穏やかであるという利点がありますが、酵素加水分解によって得られるポリペプチドのほとんどは混合物であるため、その後の分離と精製が困難になります。比較すると、酵素加水分解は食品、化粧品、その他の業界でより一般的です。
遺伝子組換え法は、遺伝子技術を利用して、特定の配列のポリペプチドを原核細胞または真核細胞内の組換えDNAに導入し、発現させます。この方法には、強力な指向性発現、ポリペプチド担体および保護基の関与の必要がない、および製造コストが低いという利点があります。現在最も広く使われている生合成法ですが、遺伝子組み換え法は開発サイクルが長い、精製が難しいなどの問題があります。
発酵は微生物の代謝によって活性ペプチドを生成する方法です。この方法は比較的低コストです。しかし、この方法は微生物の代謝に依存しているため、有益であることが知られている活性ペプチドの生産にしか使用できず、適用範囲も限られています。主流のペプチド製造法ではありません。
化学合成法には液相合成法と固相合成法があります。現在でも化学合成がペプチドを合成する最も重要な方法です。ペプチド合成では、ペプチド結合 (つまり、アミド結合) の形成が重要なステップです。ペプチド合成試薬はアミド結合を構築するための特殊な試薬であり、アミド結合の合成効率、生成物の純度、収率の向上に重要な役割を果たします。
合成では、試薬の性能が合成戦略の有効性を決定します。ペプチド合成試薬は、その性質に応じて縮合剤、保護剤、キラルラセミ化阻害剤に分類できます。縮合剤は主にカルボン酸とアミンの間のアミド結合の形成を促進するために使用され、これにより縮合反応の障壁が効果的に低減され、反応効率が向上します。これらの試薬は、カルボジイミド系やオニウム塩系などのペプチド医薬品や低分子化学医薬品の研究開発・製造に広く使用されています。後者は尿素カチオンタイプとリンカチオンタイプに分けられます。保護剤は、活性基を保護してそれらを一時的に不活性化し、有機合成や医薬品合成において非常に一般的な非標的反応を効果的に回避できる試薬です。ポリペプチド合成では、アミノ基を保護するためによく使用されます。一般的に使用されるのはFmoc系保護剤とBoc系保護剤です。キラルラセミ化阻害剤は、生成物のラセミ化を効果的に阻害し、合成中の生成物の光学純度を向上させることができる試薬です。これらは一般的に使用されます。ラセミ化阻害剤には、HOBt、HOPO などが含まれます。
縮合試薬の適用により、ペプチド合成のプロセスが大幅に促進されました。化学合成の基本プロセスには、反応に関与しない活性基を保護すること、カルボキシル基を活性化して活性中間体を調製し、ペプチド結合を形成すること、および活性化中間体を調製することが含まれる。保護基を脱保護する。
液相合成は、溶液中での化学反応を通じてペプチド結合を形成する方法です。この方法では主に 2 つの戦略が使用されます。1 つはペプチド結合によって順番にアミノ酸を結合する段階的合成法です。フラグメント合成法は、合成された２つ以上のポリペプチドフラグメントを連結して目的のポリペプチドを形成する方法である。液相合成法は固相合成法と比較して、短いペプチドの合成に適しています。使用する試薬や溶媒などが少量で済み、コストも低くなります。同時に、保護基には多くの選択肢があり、その後の精製や大規模生産に有益です。
固相合成法は 1963 年に初めて提案されて以来、ペプチド合成法の主流となっています。この方法は、不溶性樹脂をキャリアとして使用し、最初のアミノ酸の C 末端を樹脂上に固定し、あらかじめ脱保護した N 末端と活性化した 2 番目のアミノ酸を縮合反応によって接続し、その後一連の縮合を行う方法です。そして洗濯。標的ポリペプチドの合成が完了するまで、脱保護、洗浄、縮合などの工程を経ます。固相合成の中核の 1 つとして、保護基の選択が重要な役割を果たします。現在、固相合成法としてはBoc固相合成法とFmoc固相合成法が主流となっています。Boc固相合成法ではα-アミノ基の保護にBoc基が使用されます。脱保護には強酸のトリフルオロ酢酸が使用されますが、ペプチド鎖の切断には有害なフッ化水素酸が必要です。一方で、トリフルオロ酢酸は酸性が強すぎるため、合成プロセス中にペプチド鎖の切断を引き起こす可能性があります。一方、フッ化水素酸は非常に危険であり、人体への害は明らかです。
対照的に、Fmoc固相合成法のFmoc保護基は酸性に対して比較的安定であり、フッ酸などの危険な試薬を使用せずにアルカリ性条件下で除去することができます。さらに、反応プロセスはFMOC保護基を通じて監視できるため、より正確になります。制御された生産プロセスは、現在最も一般的な固相ペプチド合成法です。
液相合成と比較して、固相合成は長いペプチドの合成において明らかな利点があります。操作が簡単で、中間体を精製する必要がなく、自動化されたハイスループットのペプチド合成を実現できます。現在主流のペプチド合成法です。
3. ポリペプチド医薬とその他のペプチドの応用
ペプチドの独特の利点は、ペプチド医薬品が生物医学分野で足場を築くためのサポートを提供してきました。1922 年にインスリンが初めて臨床治療に使用されて以来、科学者たちはさまざまなペプチド薬の開発に成功してきました。21世紀に入り、ペプチド療法の臨床応用が進み、ペプチド医薬の応用成功に伴い、ペプチド医薬への注目が高まっており、ペプチド医薬の研究に新たな活力が吹き込まれています。過去 10 年間、臨床応用におけるペプチド医薬品の優れた性能により、医療分野におけるペプチド医薬品の地位が徐々に確立されました。現在、数百種類のペプチド医薬品の販売が承認されており、腫瘍、心血管疾患、糖尿病、代謝機能障害、内分泌疾患、皮膚疾患、骨疾患、診断薬、自己免疫など、さまざまな疾患の治療と診断に使用されています。分野、具体的な症状には以下が含まれます。腫瘍治療では、ロイプロレリン、ゴセレリン、デガレリクスなどのペプチド薬が主に前立腺がんと乳がんの治療に使用されます。心血管疾患の分野では、モエキシプリル、エプチフィバチドなど、主にACE阻害剤、抗凝固剤などとして使用されます。糖尿病分野のポリペプチド薬は主にGLP-1受容体アゴニストであり、2型糖尿病の治療に使用され、体重管理に優れた効果を発揮するセマグルチド、リラグルチド、チルポチドなどがあります。ボキシレプレビル、抗感染症薬に使用されるダルババンシン、ルテチウム オクトレオチド、プルビクトなど。診断試薬や放射性治療薬のポリペプチドにも使用されます。幅広い医薬品用途の中で重要な位置を占めています。
国内のペプチド医薬品は主に抗腫瘍薬と免疫調節薬であり、そのうち免疫療法は中国では主にチモペンチンなどの補助薬として使用されています。
ペプチド物質は薬物として直接使用できるだけでなく、薬物担体の役割を担い、特に癌治療、遺伝子送達、抗菌、抗感染症、抗酸化の分野で薬物送達に関与することもできます。例えば、標的薬物送達システムは、標的ペプチド（標的ペプチド）を薬物－ポリペプチド薬物複合体（ＰＤＣ）と組み合わせることによって形成される。ポリペプチド結合薬剤は、ターゲティングペプチド、リンカー、およびペイロード薬剤で構成されます。標的を特異的に認識し、薬物を標的細胞に送達することで、標的領域の薬物濃度を高め、正常細胞への毒性を軽減し、治療の目標を達成します。目的。近年発売されたメルフルフェンとルテチウムオキシオクトレオチドは、この技術の例です。
医薬品の研究開発の自然な出発点として、ペプチドには大きな治療の可能性と幅広い市場の見通しがあります。ペプチド医薬品の開発には経口投与やその利用などの課題がありますが、合成プロセスやバイオテクノロジーの継続的な革新により、今後ペプチド物質の製造コストはさらに低減され、さらに多くの新しいペプチド医薬品の開発が期待されています。解放される。一般に、ペプチド医薬品は、その独特の利点により大きな開発の可能性を示しています。ペプチド医薬品は間もなく臨床医学においてさらに重要な役割を果たすようになるだろうと考えられています。
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