Способ получения полигистидина

Способ получения полигистидина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ полигасти .ДИНА, включающий обработку раствора гистидина химическим реагентом с последующей поликонденсацией образующегося продукта при нагревании в растворе, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и сокращения времени полйконденсации , водный раствор гистидина с концентрацией 0,01-0,1 моль/л подвергают обработке при комнатной температуре в течение 5-30 мин кислородом или воздухом, содержащим озон в количестве 10 -10 моль/л, а поликонденсацию полученного продукта проводят в водном растворе при 20-60 С в течение 6-12 ч. О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5)1 С 08 G 69 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

11О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 361431 7/23-05 (22) 01.07.83 (46) 30.06 ° 85. Бюл ° N 24 (72) Л.К.Герасимова, Б.А.Татаринов, Н.Н.Ховратович и В.П.Храповицкий(71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. В.И.Ленина (53) 547.964.4 (088. 8) (56) 1. Медду А.В. The free energy

of format1оЛ of the amide bond in po1yamides..1. Appl.."С1.ее. 1954, 4, р. 154-159.

2. 5tahmarin M..А., роlyaminoacids

polypeptides and Proteius. University

of Wisconsin press Medison.wis, 1962 (прототип).

„„Я0„„A (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИГИСТИДИНА, включающий обработку раствора гистидина химическим реагентом с ,последующей поликонденсацией образующегося продукта при нагревании в растворе, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесI са и сокращения времени поликонденсации, водный раствор гистидина с концентрацией 0,01-0,1 моль/л подвергают обработке при комнатной .температуре в течение 5-30 мин кислородом или воздухом, содержащим озон в количестве 10 -10 моль/л а поликонденсацию полученного продукта прово" дят в водном растворе при 20-60 С в течение 6-12 ч.

С::

1 1164

Изобретение относится к органической химии высокомолекулярных соединений, а именно к способам получения белков или полипептидов из аминокислот 5

Известен способ получения полигистидина термической поликонденсацией о гистидина при температуре 140-200 С в течение 24 часов и более Я .

Недостатки известного способа сле-1б дующие. Термическая поликонденсация сильно осложнена процессами деструкции полипептида, конкурирующими с реакцией образования пептидной связи.

Кроме того, сами аминокислоты при указанных температурах частично разлагаются, а выход продукта поликонденсации мал.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения полигистидина, включающий обработку раствора гистидина в диметилформамиде химическим реагентом — карботиофенилхлоридом с образованием

<,N-карботиофенил-1 -гистидина и последующую поликонденсацию этого соединения в кипящем метаноле в течение трех недель. При этом выход полимера не превышает 40-43Х (2) . З11

Недостатки данного способа следующие: многостадийность — сначала необходимо получить промежуточное соединение-М Й-карботиофенил- -гистидин

У 35 а затем осуществить его поликонденсаУ цию наличие большого числа побочных продуктов реакции на первой стадии способа, часть этих продуктов -не позволяет получить в процессе поликонденсации однородный полимер, их необходимо удалять из реакционной смеси, осуществляя дополнительную операцию - очистку полимера от кар45 ботиофенилхлорида и его производных, синтез связан с применением ядовитых веществ — карботиофенилхлорида и метанола.

1 очень большая длительность синтеза, процесс поликонденсации осуществляется в течение трех недель и более.

Целью изобретения является упрощение процесса получения полигистидина и сокращение времени поликонден- 55 сации.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения поли240 г гистидина, включающему обработку раствора гистидина химическим реагентом с последующей поликонденсацией образующегося продукта при нагревании в растворе, водный раст.вор гистидина с концентрацией 0,01—

0,1 моль/л подвергают обработке при комнатной температуре в течение 5-, 30 мин кислородом или воздухом, содержащим в качестве химического. реагента озон в количестве 10 -

-4

10 моль/л, а поликонденсацию полученного продукта проводят в водном растворе при 20-60 С в течение 612 ч.

Обработка раствора гистидина озоном концентрации больше, чем

-Ф

10 моль/л в течение более чем 30 мин приводит к деструкции получающегося продукта и способствует протеканию побочных реакций. При концентрации озона меньше, чем 10 моль/л и времени озонирования менее 5 мин выход продукта значительно падает. Озон получают иэ кислорода воздуха, либо из чистого кислорода в коронном или тлеющем электрическом разряде (с помощью озонатора) °

Верхний предел концентрации гистидина в водном растворе обусловлен пределом его растворимости в воде.

При концентрации гистидина ниже

0,01 моль/л выход полимера резко снижается.

Проведение процесса поликондено сации при температуре выше 60 .С ос. ложняется термогидролитической деI

/ струкцией полигистидина,а при температуре ниже 20 С также нецелесообразно, так как выход полимера вследствие малой скорости поликонденсации резко снижается..

Время поликонденсации контролируют двумя методами: . а) по нарастанию оптической плотI ности раствора при длине волны 270 нм, б) по выходу полимера, измеряемому методом гель-фильтрации.

В обоих случаях максимум завершенности реакции наблюдался при 20 С о через 12 ч, а при 60 С. — через 6 ч.

В общем виде способ. заключается в следующем.

Через водный раствор гистидина с концентрацией 0,01-0,1 моль/л в течение 5-30 мин при комнатной температуре пропускают ток кислорода или

- воздуха, содержащий 10" — 10 моль/л

Пример, У

Выход полимера, Х

Время по ликонденсации, ч

Температура поликондено сации, С

Время озонирования, мин озона гистидина

60

О,1

51

50

0,05

0,01

5. 10

60

45

20

0,1

5 (для сравнения) 10

50

0,008

6 (прототип) Три не- 40-43 дели

3 116 озона. Затем раствор выдерживают при

20-60 С в, течение 6-12 ч. Полученный

О полимер выделяют из реакционной ойеси методом гель"фильтрации на колонках с сефадексом марки С-15.

Строение полимера подтверждено данными ИК-спектроскопии и химического анализа.

Пример. 10 мл водного раствора гистидина с концентрацией

0,1 моль/л обрабатывают озоном концентрации 10 моль/л в течение пяти минут при комнатной температуре, Поликонденсацию осуществляют в течение 6 ч при бО С. 0 накоплении про- 1 дукта судят по нарастанию оптической плотности раствора при длине волны 270 нм.

Полученный полигистидин выделяют из реакционной смеси методом гельфильтрации на сефадексе марки С-15.. Концентрация, моль/л

Таким образом, как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет существенные преимущест ва, а именно позволяет резко снизить длительность процесса, 4240 4

ИК-спектр полимера содержит полосы поглощения в области 1520, 1630 и 3270 см, соответствующие колебаниям пептидной связи. На наличие в продукте пептидных связей указывает также биуретовая реакция. Положительная реакция Паули указывает на ! наличие в полимере имидазольного кольца гистидина.

Полигистидин, подвергнутый лиофильной сушке, представляет собой белый порошок, набухающий, но слабо растворимый в воде и нерастворимый в спирте и ССО . Средняя величина молекулярной массы составляет около

7000. Выход 473.

Аналогично этому примеру осуществляют синтез при других концентрациях реагентов и условиях реакции.

В таблице представлены условия синтеза и выход полигистидина. отличается простотой, так как осуществляется практически в одну стадию (без выделения про- межуточных продук тов ) и не связан с использованием ядовитых и труднодоступных веществ.