Ролята на защитните групи е решаваща в синтеза на пептиди и нуклеинови киселини, особено в синтеза на сложни молекули като пептидни нуклеинови киселини (PNA). PNA е ДНК аналог с пептидоподобен скелет, чийто основен скелет е съставен от N (2-аминоетил)-глицин и бази на нуклеинова киселина, свързани с метилен карбонилни групи. В процеса на синтез на PNA, използването на защитни групи е за защита на специфични функционални групи, предотвратяване на тяхното изразходване в ненужни реакции и осигуряване на ефективен синтез и пречистване на целевите молекули.
Избор и функция на защитните основи
Защита на аминокиселините: При синтеза на PNA гуанидиновата група на аргинина има силна нуклеофилност и алкалност и трябва да бъде защитена, за да се предотврати нейното отстраняване при киселинни и алкални условия. Обичайните защитни групи включват терт-бутоксикарбонил, нитро, толуенсулфонил, трифлуороацетил, бензилоксиформил и т.н. Например, гуанидиновата група на аргинин може да бъде защитена с бис алил карбонил и накрая отстранена с помощта на паладиев катализ.
Защита на карбоксилните групи: Карбоксилните групи в пептидните вериги може също да се нуждаят от защита, за да се предотврати участието им в нежелани реакции. Например, при синтеза на ILE Glu (- pip), аминогрупата на ILE е защитена от FMOC, докато карбоксилната група на GLU е защитена от TBU.
Защита на хромофора: р-нитроанилинът (хромофорът в PNA) има слаба нуклеофилност поради силния ефект на изтегляне на електрони на нитро групите, което затруднява свързването с аминокиселини чрез общи методи на амидна кондензация. В настоящото изобретение проблемът за свързване на р-нитроанилин е решен чрез първо свързване на р-фенилендиамин с аминокиселина и след това окисляването му. Този метод е по-екологичен, безопасен и има по-висок добив.