Biochemie

2.1.6.2 Merrifield-Synthese
Die automatisierte Herstellung von Proteinen kann mit der Merrifield-Technik vorgenommen
werden (Bruce Merrifield, Nobelpreis 1984). Die erste Aminosäure wird dabei
an einen Festkörper gebunden. Die Festkorper sind so gross, dass sie von einem Filter
zurückgehalten werden. Alle folgenden Schritte laufen sich dann nur noch mit Zudosieren,
Reagieren, Filtrieren und Waschen. Um die Reaktionen möglichst vollständig
ablaufen zu lassen, verwendet man sehr grosse Überschüsse an Reagentien.
O H
+
O O C A 1
- Boc
O O C A 1
- H 2 O + H OOC A 2 NH Boc
O O C A 1
O O C
A 1
HOOC A 1 NH Boc
NH Boc
NH2
NH CO A NH Boc
-Boc
NH CO A
-H2O
2
HOOC A 3 NH Boc
NH CO A 2
A 1
3
O O C NH CO A NH B o c
Abbildung 63: Prinzipschema der Merrifield-Synthese (Abspaltung der Boc-Schutzgruppe mit HCl,
Kupplung mit DCCI (Dicyclohexylcarbodiimid))
Die stereotype Aufeinanderfolge gleichartiger Reaktionen macht die Merrifield-Synthese
für die Automation geeignet. Mit kommerziell erhältlichen „Synthesizern“ lassen sich
ohne jegliche manuelle Eingriffe beliebige Aminosäuren in grosser Zahl
aneinanderreihen – für die Synthese der Ribonuclease (124 Aminosäure-Reste)
benötigten Gutte und Merrifield etwa drei Wochen (für 11 931 Einzeloperationen und
11 mg Ausbeute, ein Produkt, das allerdings stark verunreinigt war).
Routinemässig werden heute Peptide mit 50 AMCS in guter Ausbeute und Reinheit
synthetisiert. Die Attraktivität der automatisierten Merrifield-Synthese erklärt sich aus
einem drastisch gesunkenem Zeitaufwand im Vergleich zur manuellen Methode bei
gleichzeitig deutlich gestiegener Ausbeute.
Chemie, 6sm
3
+
NH 2
-Boc
etc.
67