เซมากลูไทด์(ลิงค์:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/peptide/semaglutide-powder-cas-910463-68-2.html), ผงสีขาว, CAS 910463-68-2, สูตรโมเลกุล C24H30N6O7S ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน (C), ไฮโดรเจน (H), ไนโตรเจน (N), ออกซิเจน (O) และซัลเฟอร์ (S) โครงสร้างทางเคมีประกอบด้วยกรดอะมิโนหลายชนิด รวมถึงพันธะไดซัลไฟด์และกรดอะมิโนตกค้างหลายชนิด โครงสร้างของมันคล้ายกับ GLP ตามธรรมชาติ-1 แต่ได้รับการแก้ไขเพื่อเพิ่มความเสถียรและกิจกรรมทางชีวภาพ มีความสามารถในการละลายน้ำได้ดี ซึ่งช่วยให้สามารถใช้เป็นยาสำหรับฉีดเข้าใต้ผิวหนัง เข้ากล้าม หรือฉีดเข้าเส้นเลือดดำได้ มีความสามารถในการซึมผ่านได้ในระดับหนึ่งซึ่งช่วยให้สามารถเจาะเยื่อหุ้มเซลล์และเข้าสู่เนื้อเยื่อและอวัยวะอื่น ๆ ได้
เซมากลูไทด์สามารถสังเคราะห์ได้ด้วยวิธีต่างๆ ในห้องปฏิบัติการ ต่อไปนี้เป็นวิธีการสังเคราะห์ที่ใช้กันทั่วไป:
แนวคิดพื้นฐานของวิธีการสังเคราะห์ทางเคมี:
การสังเคราะห์ทางเคมีเป็นวิธีการสังเคราะห์เปปไทด์โมเลกุลขนาดเล็กให้เป็นเปปไทด์โมเลกุลขนาดใหญ่ผ่านชุดปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์ วิธีนี้สามารถนำไปใช้ในการผลิตยาโปรตีนและเปปไทด์ได้หลายประเภท รวมถึงเซมากลูไทด์
ขั้นตอนของวิธีการสังเคราะห์ทางเคมี:
1. การสังเคราะห์เปปไทด์โมเลกุลขนาดเล็ก: ประการแรก จำเป็นต้องออกแบบลำดับกรดอะมิโนของสายเปปไทด์เป้าหมาย และกำหนดโครงร่างสามมิติของกรดอะมิโนแต่ละตัวที่ตกค้าง จากนั้นกรดอะมิโนที่ตกค้างจะถูกเติมตามลำดับไปยังสายเปปไทด์โดยวิธีสังเคราะห์เฟสของแข็งหรือเฟสของเหลว การสังเคราะห์เฟสของแข็งใช้ตัวพาโซลิดเฟสเพื่อยึดสายโซ่เพปไทด์ไว้บนตัวพา และแนะนำกรดอะมิโนที่แตกต่างกันเข้าไปในสายโซ่เปปไทด์ทีละตัวผ่านกลุ่มป้องกัน การสังเคราะห์เฟสของเหลวดำเนินการในสารละลาย โดยควบคุมทิศทางการสังเคราะห์และความยาวของสายเปปไทด์ผ่านสภาวะการทำปฏิกิริยาที่แตกต่างกันและการใช้กลุ่มป้องกัน
2. การดัดแปลงและการประมวลผล: หลังจากเสร็จสิ้นการสังเคราะห์เปปไทด์โมเลกุลขนาดเล็กแล้ว โซ่เปปไทด์จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขและประมวลผล ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการเพิ่มกลุ่มป้องกันที่เหมาะสมที่ปลาย N และ C ของสายโซ่เปปไทด์ การทำปฏิกิริยาไซคลิกเซชัน การทำลายและการปรับเปลี่ยนสายโซ่เปปไทด์ และการดำเนินการอื่นๆ การดำเนินการเหล่านี้สามารถเพิ่มความเสถียรและกิจกรรมทางชีวภาพของสายเปปไทด์ และรับประกันคุณภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
3. การแยกและการทำให้บริสุทธิ์: หลังจากการดัดแปลงและการประมวลผลแล้ว โซ่เปปไทด์สังเคราะห์จะต้องถูกแยกและทำให้บริสุทธิ์ ขั้นตอนนี้รวมถึงการปั่นแยก การตกตะกอน การกรอง การสกัด และการดำเนินการอื่นๆ เพื่อแยกสายโซ่เปปไทด์สังเคราะห์ออกจากสารอื่นๆ หลังจากนั้น สายโซ่เปปไทด์สังเคราะห์จะถูกทำให้บริสุทธิ์จนถึงระดับความบริสุทธิ์สูงโดยผ่านขั้นตอนต่างๆ ของการทำให้บริสุทธิ์ เช่น การแลกเปลี่ยนไอออน ปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ โครมาโทกราฟีแบบอัฟฟินิตี้ เป็นต้น
การสังเคราะห์ทางชีวภาพเป็นวิธีการแสดงกลุ่มเปปไทด์เป้าหมายผ่านเทคโนโลยีพันธุวิศวกรรม ซึ่งสามารถนำไปใช้กับการสังเคราะห์เซมากลูไทด์ได้ ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนโดยละเอียดของวิธีการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ Semaglutide:
1. การออกแบบและการสังเคราะห์ยีนลูกโซ่เปปไทด์เป้าหมาย: ประการแรก จำเป็นต้องออกแบบและสังเคราะห์ยีนที่มีลำดับกรดอะมิโนทั้งหมดของเซมากลูไทด์ ยีนนี้มักเรียกกันว่า 'ยีนเป้าหมาย' ในกระบวนการนี้ จำเป็นต้องพิจารณาประเด็นต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพของการแสดงออกของยีน และการแก้ไขหลังการแปล
2. การสร้างเวกเตอร์นิพจน์: การแทรกยีนเป้าหมายลงในเวกเตอร์นิพจน์เป็นหนึ่งในขั้นตอนสำคัญในการแสดงออกของยีน เวกเตอร์การแสดงออกคือโมเลกุล DNA ที่สามารถนำยีนเป้าหมายเข้าไปในเซลล์ได้ เช่น พลาสมิด ไวรัส หรือโครโมโซมเทียม ในกระบวนการนี้ จำเป็นต้องเลือกเวกเตอร์การแสดงออกและเซลล์โฮสต์ที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ายีนเป้าหมายมีการแสดงออกอย่างมีประสิทธิภาพ
3. การเปลี่ยนแปลงหรือการเปลี่ยนเซลล์โฮสต์: แนะนำเวกเตอร์นิพจน์ที่สร้างขึ้นลงในเซลล์โฮสต์ กระบวนการนี้สามารถทำได้ผ่านการเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนถ่าย การติดเชื้อ และวิธีการอื่นๆ เซลล์เจ้าบ้านที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ แบคทีเรีย ยีสต์ เซลล์แมลง และเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
4. การแสดงออกของสายเปปไทด์เป้าหมาย: ยีนเป้าหมายแสดงสายโซ่เปปไทด์ที่สอดคล้องกันในเซลล์โฮสต์ กระบวนการนี้ต้องมีการควบคุมเงื่อนไขการแสดงออกที่เหมาะสม รวมถึงปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิในการเพาะเลี้ยง องค์ประกอบของตัวกลาง และเวลาเพาะเลี้ยง ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม เซลล์จะสังเคราะห์และหลั่งสายเปปไทด์เป้าหมายจำนวนมาก
5. การแยกและการทำให้บริสุทธิ์: เซลล์จะถูกแยกโดยการปั่นแยก การตกตะกอน การกรอง และวิธีการอื่นๆ และสายเปปไทด์เป้าหมายจะถูกปล่อยออกจากเซลล์โดยใช้เอนไซม์โปรตีโอไลติก หลังจากนั้น สายเปปไทด์เป้าหมายถูกทำให้บริสุทธิ์จนถึงระดับความบริสุทธิ์สูงโดยผ่านขั้นตอนต่างๆ ของการทำให้บริสุทธิ์ เช่น การแลกเปลี่ยนไอออน ปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ อัฟฟินิตีโครมาโตกราฟี เป็นต้น
6. การดัดแปลงและการประมวลผล: เพิ่มกลุ่มการป้องกันและการดัดแปลงที่เหมาะสมที่ปลาย N และ C ของสายเปปไทด์เป้าหมายเพื่อเพิ่มความเสถียรและกิจกรรมทางชีวภาพ ขั้นตอนการปรับเปลี่ยนและการประมวลผลสามารถเพิ่มความเสถียร กิจกรรมทางชีวภาพ และครึ่งชีวิตของเซมากลูไทด์
การสังเคราะห์เอนไซม์เป็นวิธีการหนึ่งของการใช้เอนไซม์เพื่อกระตุ้นการสังเคราะห์สายเปปไทด์ในสิ่งมีชีวิต ซึ่งสามารถนำไปใช้กับการสังเคราะห์เซมากลูไทด์ได้ ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนโดยละเอียดสำหรับการสังเคราะห์เอนไซม์เซมากลูไทด์:
1. ออกแบบสายเปปไทด์เป้าหมาย: ออกแบบสายเปปไทด์เป้าหมายตามลำดับกรดอะมิโนของเซมากลูไทด์ ในระหว่างกระบวนการนี้ จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความยาวสายโซ่เปปไทด์ ลำดับกรดอะมิโน และกลุ่มการดัดแปลง เพื่อกำหนดสภาวะที่เหมาะสมของปฏิกิริยาและการเลือกเอนไซม์
2. เลือกเอนไซม์ที่เหมาะสม: ตามลำดับและลักษณะโครงสร้างของสายเปปไทด์เป้าหมาย เลือกเอนไซม์ที่เหมาะสมเพื่อกระตุ้นการสังเคราะห์สายโซ่เปปไทด์ เอนไซม์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ aminoacyl tRNA synthetase, transpeptidase, kinase เป็นต้น
3. สารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์สายโซ่เปปไทด์: แปลงกรดอะมิโนแต่ละตัวที่ตกค้างของสายโซ่เปปไทด์เป้าหมายให้เป็นอะมิโนอะซิล tRNA ที่สอดคล้องกัน และเพิ่มเข้าไปในระบบปฏิกิริยา ในกระบวนการนี้ จำเป็นต้องควบคุมสภาวะของปฏิกิริยาที่เหมาะสม เช่น อุณหภูมิ pH ความแรงของไอออน ฯลฯ
4. การสังเคราะห์เอนไซม์ของสายโซ่เปปไทด์: ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม เอนไซม์ที่เลือกจะถูกเพิ่มเข้าไปในระบบปฏิกิริยาเพื่อเร่งปฏิกิริยาการสังเคราะห์ของสายโซ่เปปไทด์ ในระหว่างกระบวนการทำปฏิกิริยา จำเป็นต้องควบคุมสภาวะของปฏิกิริยาที่เหมาะสม เช่น อุณหภูมิ pH ความแรงของไอออน เวลา และปัจจัยอื่นๆ
5. การแยกและการทำให้บริสุทธิ์: ระบบปฏิกิริยาถูกแยกออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ ผ่านการปั่นแยก การตกตะกอน การกรอง และขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์หลายขั้นตอน เช่น การแลกเปลี่ยนไอออน ปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำ โครมาโทกราฟีแบบอัฟฟินิตี้ ฯลฯ ถูกนำมาใช้เพื่อทำให้ห่วงโซ่เปปไทด์สังเคราะห์บริสุทธิ์ ให้มีความบริสุทธิ์สูง
6. การดัดแปลงและการประมวลผล: เพิ่มกลุ่มป้องกันและการปรับเปลี่ยนที่เหมาะสมที่ปลาย N และ C ของสายเปปไทด์สังเคราะห์เพื่อเพิ่มความเสถียรและกิจกรรมทางชีวภาพ ขั้นตอนการปรับเปลี่ยนและการประมวลผลสามารถเพิ่มความเสถียร กิจกรรมทางชีวภาพ และครึ่งชีวิตของเซมากลูไทด์
ควรสังเกตว่าวิธีการสังเคราะห์เอนไซม์จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ชนิดของเอนไซม์และความจำเพาะของซับสเตรต ตลอดจนสภาวะของปฏิกิริยาและความเข้มข้นของซับสเตรต นอกจากนี้ วิธีการนี้จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และเครื่องมือเฉพาะสำหรับการดำเนินการปฏิกิริยา การแยก และการทำให้บริสุทธิ์ ขณะเดียวกัน เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ จำเป็นต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบและมาตรฐานที่เกี่ยวข้องอย่างเคร่งครัดตลอดกระบวนการดำเนินการทั้งหมด