Synthèse peptidique. - protection - - déprotection - - activation - - application à la synthèse de Gly-Ala -

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1 Synthèse peptidique - protection - - déprotection - - activation - - application à la synthèse de Gly-Ala -

2 Peptides Un peptide est une molécule constituée d'acides aminés enchaînés par un lien peptidique (amide). Par convention, on place à gauche l'acide aminé N terminal et à droite l'acide terminal : R' H H 3 N + N - R Acide aminé 3 + terminal liaison Acide aminé - terminal peptidique

3 Gly-Ala et Ala-Gly sont donc différents H 3 N + Gly-Ala H N H 3 - H 3 N + Ala-Gly H 3 H N - Avec 2 AA (chauffage et deshydratation) 4 dipeptides possibles + 9 tripeptides + x tétra+ etc

4 Stratégie de synthèse Pour former un seul dipeptide, il faut éviter les réactions non désirées et donc bloquer certaines fonctions de manière réversible. Il faut aussi rendre plus réactives les fonctions qui doivent réagir.

5 1 ère étape : la protection Pour bloquer une fonction amine, on utilise un groupe «Protecteur d amine» (Pam) Pam + H 3 N + -HR- - Pam--HR-H Pour bloquer une fonction acide, on utilise un groupe «Protecteur d acide» (Pac) H 3 N + -HR Pac H 2 N-HR --Pac

6 2 ème étape : l activation Pam--HR-H + H 2 N-HR --Pac rien à une température qui respecte le reste des structures pour des raisons thermodynamiques (D r G >0) et cinétiques activation nécessaire par un «activateur» (Act) qui agit sur le groupe acide : Pam--HR-H + Act Pam--HR--Act L activateur Act n est pas un catalyseur ; il est consommé mole à mole et ne sera pas régénéré.

7 Enfin (!) la réaction Pam--HR--Act + H 2 N-HR --Pac Pam--HR---HR --Pac + sous-produits de Act Déprotection H 3 N + -HR---HR sous produits de Pam et Pac

8 La protection et la déprotection des groupes amino L objectif est de transformer le groupe amine en un groupe moins réactif de manière réversible sans affecter le lien peptidique. Le groupe amide répondrait au premier critère mais pas au second. Le groupe le plus utilisé est le gr carbamate : ----

9 La protection et la déprotection des groupes amino Protection par le groupe phénylméthoxycarbonyle (ou carbobenzoxy, noté Z ou bz) H 3 N + H NaH H 2 l+h - Z H 2 H + l - + H 2 déprotection hlorométhanoate de phénylméthyle ou Z-l H 2, Pd H 2 H 2 H H 3 + H H 2 H fonction acide carbamique qui se décarboxyle spontanément H H 2 H 2 + H 3 N + H 2 -

10 La protection et la déprotection des groupes amino Protection par le groupe 1,1-diméthyléthoxycarbonyle (Boc) H 3 N + H (H 3 ) 3 (H 3 ) 3 (H 3 ) 3 H 2 H (H 3 ) 3 H dicarbonate de di-tert-butyle ou tert-butoxycarbonyle ou Boc Déprotection Hl (H H 3 N + H 2-3 ) 3 H 2 H H 2 (H 3 ) 2

11 Protection du groupe carboxyle Les esters sont des dérivés d acide parmi les moins réactifs. n bloque donc les groupes acide en les estérifiant à l aide de méthanol, d éthanol ou d alcool benzylique. 3 + H + + H 3 + H 2 La déprotection peut être obtenue par saponification. Les esters de benzyle peuvent être aussi dissociés par hydrogénolyse catalytique sur Pd : R-H 2 --H 2 -Ph + H 2 R-H 2 -H + H 3 -Ph

12 L activation du groupe carboxyle et la réaction R Pam H R' Pac + + N N 2 D R Pam R' Pac L activateur le plus fréquemment utilisé est le dicyclohexylcarbodiimide (D) qui est transformé en N,N -dicyclohexylurée. +

13 Mécanisme de l activation R H N N N N R H 2 NR' R N H H R' R' + R

14 Application à la préparation de Gly-Ala H 3 H 3 H H D H 3 2 Boc-Gly Ala H 2 6 H 5 H 3 H 3 H 3 + Dicyclohexylurée H 3 Boc-Gly Ala H 2 6 H 5

15 Application à la préparation de Gly-Ala H 3 H 3 H 3 H 3 1) H +, H 2 2) H 2, Pd Boc-Gly Ala H 2 6 H 5 H 3 N + H H 5 H H 2 (H 3 ) 2 Gly Ala