[发明专利]通过C-端酯交换的化学-酶促肽合成

说明书

本发明涉及制备肽的方法，包括偶联活化的N-受保护的氨基酸C-端 酯或任选地N-受保护的肽C-端酯。本发明还涉及用于制备N-受保护的氨 基酸C-端酯或任选地N-受保护的肽C-端酯的方法。

肽(尤其是寡肽)具有许多应用，例如用作药物、食物或饲料成分、 农用化学品或化妆品成分。

就本发明的目的而言，肽表示两个或更多个氨基酸的任何链。就本发 明的目的而言，“寡肽”表示基于2-200个氨基酸、尤其基于2-100个氨 基酸、更尤其基于2-50个氨基酸的肽，优选地为2-200个氨基酸、更优选 地为2-100或2-50个氨基酸的任何线性链。术语“多肽”用于表示与针对 寡肽所规定的数量相比基于更大数量的氨基酸的肽。

化学-酶促肽合成就本发明的目的而言被定义为其中肽键通过酶促偶联 反应形成的肽合成，其具有优于化学肽合成的若干优点。例如，由于不需 要或仅需要有限的氨基酸侧链保护，在大规模生产情况下的成本更低。另 外，该方法对环境更加友好。例如，不需要化学计量用量的毒性化学试剂 如二环己基碳二亚胺(DCC)、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐 (EDC)或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺甲碘化物(EDCI)。另外，这 类方法可以使用更少的有机溶剂进行。另外，酶催化的偶联没有外消旋化 (见例如Sewald和H.-D.Jakubke，“Peptides：Chemistry and Biology”，第1 次重印，Ed.Wiley-VCH Verlag GmbH，Weinheim 2002，第250页)，导致 更纯的产物和/或更容易的分离。

对化学-酶促偶联方法而言，有两种产生肽键的可能途径。在所谓的热 力学(或平衡控制)途径中，羧基组件带有游离的羧酸官能度，而在动力 学控制的途径中使用活化的羧基组件，优选地为烷基酯形式，例如为甲酯 形式。

术语“活化的”被用于表示在动力学酶促偶联反应中C-端羧基显示强 反应性，尤其是与C-端受保护的羧基(例如C-端叔烷基酯)相比更高的 反应性，所述反应中氨基酸或肽与C-端羧基偶联。活化的酯基尤其包括氨 基酸或肽的C-端任选地取代的正烷基酯，例如任选地取代的甲酯、乙酯、 正丙基酯、正丁基酯等等；芳烷基酯，尤其是任选地取代的苯甲基酯；和 任选地取代的芳基酯，尤其是任选地取代的苯基酯。取代基可尤其选自包 含一个或多个杂原子(例如氧、硫和氮)的任选地受保护的官能团。其例 子包括羟基、氢硫基和氨基。

热力学途径具有三种主要的缺点：i)平衡通常位于肽键切割一侧，从 而偶联产率较低；ii)通常需要大量酶；iii)反应速率通常非常低。在动力 学控制的途径中，需要烷基酯作为起始材料，但是需要少得多的酶，反应 时间显著更短，并且最重要的是，可获得的最大产率通常显著更高。因此 对工业应用而言，基于动力学途径(即使用活化的羧基组件)的酶促肽合 成概念是最有吸引力的(见例如N.Sewald and H.-D.Jakubke，in：“Peptides： Chemistry and Biology”，第1次重印，Ed.Wiley-VCH Verlag GmbH， Weinheim 2002，第4.6.2节)。

化学-酶促肽合成可以以C→N端方向或者以N→C端方向进行。

C→N端方向的化学-酶促肽合成的一个例子在流程图1中给出。

流程图1

在流程图1中，P代表N-端保护基。R¹、R²和R³各自独立地代表氨基 酸侧链。如流程图1所示，C→N端方向的酶促合成以式II的C-端受保护 的氨基酸与式Ia的N-受保护的氨基酸的酶促偶联开始，所述式Ia的N-受 保护的氨基酸被C-活化，在这个例子中通过甲酯被C-活化。

术语“C-端受保护的”在本文中用于表示对C-端羧基提供保护基，所 述保护基一般基本上保护羧基不与另一分子的氨基偶联。特别地，C-端保 护基可以是C-端酯，从而在使用的肽合成条件下至少基本上保护所述C- 端羧基不与氨基偶联。通常，在根据本发明的方法中使用叔烷基作为保护 基。

术语“N-端受保护的”在本文中用于表示对N-端氨基提供保护基，所 述保护基一般基本上保护N-端氨基不参与C-端羧基与N-端氨基的偶联。