A new conception of polymeric supports for the solid phase peptide synthesis: rigidity and porosity as determinant factors for the success in industrial applications

In questo studio di tesi sono stati sviluppati ed ottimizzati nuovi supporti rigidi per la sintesi in fase solida in collaborazione con l'azienda Resindion srl. (Mitsubishi Chemical Corporation). Tali supporti, denominati Synbeads, sono stati poi caratterizzati dal punto di vista chimico e fisico ed applicati alla sintesi peptidica in fase solida. La parte iniziale dello studio si ਠconcentrata sulla messa a punto del processo di polimerizzazione in modo da ottenere dei polimeri Synbeads caratterizzati da un grado di porosità  ottimale e da una omogenea distribuzione del diametro particellare. Questi due parametri infatti influiscono notevolmente sull'applicabilità  dei polimeri per sintesi su fase solida: - il grado di porosità , nei polimeri rigidi e che quindi non rigonfiano in solvente, deve garantire un buon trasferimento di massa dei reagenti e nello stesso tempo assicurare una buona resistenza dei polimeri stessi allo stress meccanico - la distribuzione particellare deve essere compresa in un ben definito range di diametro, in modo da permettere l'utilizzo dei Synbeads anche in sistemi automatizzati, senza che vi siano presente nà© particelle fini che potrebbero intasare i filtri, nà© particelle di dimensioni troppo grandi che potrebbero rendere difficoltoso il trasferimento delle stesse nei sistemi automatici. La successiva fase di ottimizzazione dei Synbeads si ਠconcentrata su altri due parametri molto importanti, ossia la lunghezza dello spaziatore tra la matrice polimerica e il gruppo funzionale e la densità  di gruppi funzionali presenti sui polimeri: - una distanza ottimale del gruppo funzionale dalla matrice del polimero ne garantisce la completa accessibilità  chimica, evitando problematiche legate all'ingombro sterico - la densità  di gruppi funzionali deve assicurare sia una buona capacità  di carico (mmoli di gruppi funzionali per gdry di polimero) sia una completa accessibilità  chimica di tutti i gruppi funzionali presenti sul polimero. In seguito a questo studio di ottimizzazione sono stati preparati i Synbeads con gruppo funzionale amminico (Synbeads A310). Partendo quindi dalle caratteristiche chimico-fisiche ottimizzate per la produzione dei Synbeads A310, sono stai messi a punto dei protocolli per la preparazione e la caratterizzazione dei altri Synbeads recanti gruppi funzionali diversi, ossia clorometilenici, bromometilenic, carbossilici ed idrossilici. Successivamente, i Synbeads A310 sono stati funzionalizzati con diversi linker che ne permettano applicazioni diverse nella sintesi in fase solida. Infatti, i Synbeads recanti i linker sono stati utilizzati per la preparazione da diversi Fmoc-AA-Wang-Synbeads e per la sintesi di un pentapeptide. Questo pentapeptide costituisce la sequenza dei primi cinque aminoacidi del Fuzeon®, un peptide che presenta attività  inibitoria nei confronti dell'HIV. L'applicazione dei Synbeads ਠstata studiata anche per quanto riguarda il loro possibile utilizzo nella sintesi peptidica automatizzata con l'impiego di microonde, in particolare nel sistema Liberty CEM®. Grazie alle caratteristiche chimico-fisiche dei Synbeads e alla messa a punto di protocolli sintetici adatti a questi polimeri rigidi, si ਠpotuto ottenere il prodotto desiderato con buone rese e un elevato grado di purezza. Nella parte finale di questo studio di tesi ਠstata indagata la distribuzione dei gruppi funzionali all'interno della matrice dei Synbeads. Combinando la tecnica ATR-FT IR con luce convenzionale e con luce di sincrotrone ਠpossibile seguire la diffusione dei reagenti all'interno della matrice polimerica e verificare l'omogeneità  della matrice stessa. Dopo aver messo a punto questa metodologia analitica, che permette un'indagine approfondita di ciಠche avviene all'interno della matrice dei polimeri rigidi non trasparenti, un altro approccio analitico ਠstato sviluppato. Al fine di poter verificare in modo pi๠rapido l'omogeneità  della matrice polimerica, sezioni di Synbeads funzionalizzati con diverse concentrazioni di fluoresceina sono stati analizzati, permettendo in tal modo di verificare anche la distribuzione dei gruppi funzionali. Questo studio di dottorato quindi ha permesso di ottenere una nuova classe di polimeri rigidi per la sintesi su fase solida, i Synbeads, che hanno dimostrato di permettere l'ottenimento di ottimi risultati sia nella sintesi classica che in quella assistita da microonde. Nuovi approcci analitici sono stati studiati e applicati per verificare l'omogeneità  della matrice polimerica e seguire i fenomeni di diffusione all'interno della matrice stessa. In tal modo, i Synbeads presentano un ottimo potenziale per un'applicazione su larga scala in processi industriali.