高通量自動化微波增強多肽合成

簡介

將高通量自動化用于連續微波多肽固相合成（SPPS）為多肽生產提供了顯著優勢。可以更高的純度、更少的浪費和極快的速度每批次合成多達 24 種肽。 與平行方法相比，批次中的單個肽可以方便地進行分析和純化，而無需等待整個批次完成。在 Liberty PRIME™ 2.0 HT24 上展示了自動連續微波 SPPS 的使用，可快速生產 20 種不同的 16 個氨基酸組成的新生抗原肽。

介紹

現代肽研究是快節奏的，通常需要篩選肽庫以發現和開發功能性多肽。 自動化的微波輔助 SPPS 大大減少了合成多肽所需的時間，但如果需要準備文庫，則每次合成一個肽需要用戶在每個合成之間輸入序列。CEM 的微波多肽合成儀（Liberty Blue™ 2.0 和 Liberty PRIME™ 2.0） 可與 HT 自動樹脂裝載配合，允許用戶排列并自動連續合成多達 24 個多肽。 對于隊列中的每個多肽，成批的單個樹脂被預加載到 HT 上，然后自動轉移到 Liberty 合成儀進行肽合成。

自動樹脂轉移無需用戶在每個排隊的肽之間輸入，從而最大限度地提高工作日的生產力，并允許多個肽合成過夜運行。HT 自動樹脂裝載模塊設計用于根據合成器的循環時間，理想條件下能在一個隊列中傳輸 4、12 或 24 批樹脂。根據研究人員的需要， 最快的合成器 Liberty PRIME 2.0 可以配備 HT4、HT12 或HT24。Liberty Blue 2.0 可配備 HT4 或 HT12，而基本型號Liberty 2.0 可配備 HT4。此外，Liberty PRIME 2.0 合成器配置有HT24時，可容納額外的試劑和試劑瓶，在無需重新填充的條件下運行大批量合成，并且具有在 cGMP 標準下用于肽生產可選配置。

為了證明，使用配置有 HT24 的 Liberty PRIME 2.0 合成了一組 20 種已發表的新抗原肽 ^1，2，它們具有不同的序列，平均長度為 16 個氨基酸殘基。 這組肽的總合成時間為 24 小時 14 分鐘。 使用 CarboMAX™ 以 0.1 mmol 規模合成肽，得到的粗肽純度為 47% – 90%，平均純度為 69%（表1和圖1）³。

表1. 使用帶有 HT24 的 Liberty PRIME 2.0 上連續合成獲得

圖1. 粗肽的 UPLC 分析疊加色譜圖

總 DMF 的使用量為 6056 mL，產生的廢物總量為 6979 mL（表 2）。這些新抗原肽通過高溫色譜法進一步純化至適合生物學研究的純度⁴。

表 2 . 20 種肽的總合成時間、DMF 用量和廢液體積

結論

使用 HT 樹脂傳輸模塊的自動順序微波 SPPS 為大批量多肽的合成提供了強大的設備。僅在一天內完成 20 種不同新抗原肽的高純度批量合成。單個多肽合成在大約 1 小時內完成，純度高，產生的廢物極少。該批次中的所有多肽都能夠使用 Prodigy 系統的高溫制備 HPLC 以高產率快速純化⁴。HT 自動樹脂裝載模塊（ HT4、 HT12、 HT24） 為 Liberty Blue 2.0 和 Liberty PRIME 2.0 微波肽合成儀提供了強力的升級。

參考文獻

1. Hilf, N.; Kuttruff-Coqui, S.; Frenzel, K.; Bukur, V.; Stevanovic, S.; Gouttefangeas, C.; Platten, M.; Tabatabai, G.; Dutoit, V.; van der Burg, S. H.; Thor Straten, P.; Martínez-Ricarte, F.; Ponsati, B.; Okada, H.; Lassen, U.; Admon, A.; Ottensmeier, C. H.; Ulges, A.; Kreiter, S.; von Deimling, A.; Skardelly, M.; Migliorini, D.; Kroep, J. R.; Idorn, M.; Rodon, J.; Piró, J.; Poulsen, H. S.; Shraibman, B.; McCann, K.; Mendrzyk, R.; L?wer, M.; Stieglbauer, M.; Britten, C. M.; Capper, D.; Welters, M. J. P.; Sahuquillo, J.; Kiesel, K.; Derhovanessian, E.; Rusch, E.; Bunse, L.; Song, C.; Heesch, S.; Wagner, C.; Kemmer-Brück, A.; Ludwig, J.; Castle, J. C.; Schoor, O.; Tadmor, A. D.; Green, E.; Fritsche, J.; Meyer, M.; Pawlowski, N.; Dorner, S.; Hoffgaard, F.; R?ssler, B.; Maurer, D.; Weinschenk, T.; Reinhardt, C.; Huber, C.; Rammensee, H.-G.; Singh-Jasuja, H.; Sahin, U.; Dietrich, P.-Y.; Wick, W., Actively personalized vaccination trial for newly diagnosed glioblastoma. Nature 2019, 565 (7738), 240-245.

2. Zitterbart, R.; Berger, N.; Reimann, O.; Noble, G. T.; Lüdtke, S.; Sarma, D.; Seitz, O., Traceless parallel peptide purification by a first-in- class reductively cleavable linker system featuring a safety-release. Chem. Sci. 2021, 12 (7), 2389-2396.

3. CEM; CarboMAX - Enhanced Peptide Coupling at Elevated Temperatures.  CEM  Corporation  Website,  Application  Notes.  [Online]. Published  Online:  January  9,  2018. 

4. CEM; Prodigy - Enhanced Peptide Purification at Elevated Temperature. CEM Corporation Website, Application Notes.