Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Определения ИЮПАК
Синтетические биополимеры : созданные человеком копии биополимеров, полученные абиотическими химическими путями.Искусственный полимер : искусственный полимер, не являющийся биополимером.

Синтетические биополимеры - это копии биополимеров, полученных с помощью абиотических химических путей, созданные человеком . [1] Были получены синтетические биополимеры различной химической природы, включая полисахариды , [2] гликопротеины , [3] пептиды и белки , [4] [5] полигидроксоалканоаты , [6] полиизопрены . [7]

Синтез биополимера [ править ]

Высокая молекулярная масса биополимеров делает их синтез трудоемким. Дополнительные проблемы могут возникать из-за особого пространственного расположения, принятого природным биополимером, которое может иметь жизненно важное значение для его свойств / активности, но не может быть легко воспроизведено в синтетической копии. Несмотря на это, химические подходы к получению биополимера весьма желательны для преодоления проблем, возникающих из-за низкой распространенности целевого биополимера в природе , необходимости громоздких процессов выделения или высокой вариабельности или неоднородности от партии к партии видов природного происхождения. [8]

Примеры синтетических биополимеров, полученных химическим путем [ править ]

Примеры биополимеров, полученных химико-ферментативными методами [ править ]

  • Полигидроксоалканоаты и сложные полиэфиры, полученные ферментативной этерификацией с использованием липаз . [6]
  • Гепарин , [16] гепарансульфат [17] и другие гликозаминогликаны [18] и растительные гликаны. [19]
  • Полисахариды, такие как целлюлоза, амилоза, хитин и их производные [2]
  • Природные и неприродные полинуклеотиды могут быть успешно получены с помощью ферментативного синтеза с использованием подходов на основе лигазы или полимеразы и полимеризации с использованием матрицы. [20]

Искусственные биополимеры, полученные с помощью подходов, включающих генную инженерию или технологию рекомбинантной ДНК , отличаются от синтетических биополимеров и должны называться искусственными биополимерами ( например , искусственный белок, искусственный полинуклеотид и т. Д.). [1]

Применение синтетических биополимеров [ править ]

Как их природные аналоги, синтетические биополимеры находят применение во многих областях, включая материалы для товаров широкого потребления, доставку лекарств, тканевую инженерию, терапевтические и диагностические применения. [ необходима цитата ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Верт, Мишель; Дои, Йошихару; Хеллвич, Карл-Хайнц; Гесс, Майкл; Ходж, Филипп; Кубиса, Пшемыслав; Ринаудо, Маргарита; Шуэ, Франсуа (11 января 2012 г.). «Терминология для биорелированных полимеров и приложений (Рекомендации IUPAC 2012 г.)». Чистая и прикладная химия . 84 (2): 377–410. DOI : 10.1351 / PAC-REC-10-12-04 . S2CID  98107080 .
  2. ^ a b Кадокава, Дзюн-ичи (13.07.2011). «Прецизионный синтез полисахаридов, катализируемый ферментами». Химические обзоры . 111 (7): 4308–4345. DOI : 10.1021 / cr100285v . ISSN 0009-2665 . PMID 21319765 .  
  3. ^ Хэнсон, Сара; С наилучшими пожеланиями, Майкл; Брайан, Мэриан С .; Вонг, Чи-Хьюи (2004-12-01). «Хемоферментный синтез олигосахаридов и гликопротеинов». Направления биохимических наук . 29 (12): 656–663. DOI : 10.1016 / j.tibs.2004.10.004 . ISSN 0968-0004 . PMID 15544952 .  
  4. ^ Нильссон, Брэдли Л .; Soellner, Мэтью Б .; Рейнс, Рональд Т. (3 мая 2005 г.). «Химический синтез белков» . Ежегодный обзор биофизики и структуры биомолекул . 34 (1): 91–118. DOI : 10.1146 / annurev.biophys.34.040204.144700 . ISSN 1056-8700 . PMC 2845543 . PMID 15869385 .   
  5. Перейти ↑ Kent, Stephen BH (26 января 2009 г.). «Полный химический синтез белков». Обзоры химического общества . 38 (2): 338–351. DOI : 10.1039 / B700141J . ISSN 1460-4744 . PMID 19169452 .  
  6. ^ a b Гросс, Ричард А .; Ганеш, Манодж; Лу, Вэньхуа (01.08.2010). «Ферментный катализ вдыхает новую жизнь в конденсационную полимеризацию полиэфиров». Тенденции в биотехнологии . 28 (8): 435–443. DOI : 10.1016 / j.tibtech.2010.05.004 . ISSN 0167-7799 . PMID 20598389 .  
  7. ^ Натта, Г. (1 января 1967). «Кристаллические синтетические высокомолекулярные полимеры со стерически правильной структурой». Стереорегулярные полимеры и стереоспецифическая полимеризация . Пергамон: 701–707. DOI : 10.1016 / B978-1-4831-9882-8.50055-5 . ISBN 9781483198828.
  8. ^ Кубичек, Кристиан П. (2016), «Синтетические биополимеры», в Glieder, Антон; Кубичек, Кристиан П .; Маттанович, Дитхард; Wiltschi, Бирджит (ред . ), Синтетическая биология ., Спрингер International Publishing, стр 307-335, DOI : 10.1007 / 978-3-319-22708-5_9 , ISBN 9783319227085
  9. ^ Рудин, Альфред; Цой, Филипп (2013-01-01), Рудин, Альфред; Choi, Филипп (ред.), "Глава 11 - Ионный и скоординированные Полимеризация", Элементы Polymer Science & Engineering (Третье издание) , Academic Press, стр 449-493,. DOI : 10.1016 / B978-0-12-382178 -2,00011-0 , ISBN 9780123821782
  10. ^ Песня, Jing-She; Хуанг, Бао-Чен; Ю, Дин-Шэн (2001). «Прогресс синтеза и применения транс-1,4-полиизопрена». Журнал прикладной науки о полимерах . 82 (1): 81–89. DOI : 10.1002 / app.1826 . ISSN 1097-4628 . 
  11. ^ Поли (молочная кислота): синтез, структура, свойства, обработка и применение . Хобокен, Нью-Джерси: Уайли. 2013. ISBN. 9781118088135. OCLC  898985627 .
  12. ^ Риз, Колин Б. (2005-10-20). «Олиго- и полинуклеотиды: 50 лет химического синтеза». Органическая и биомолекулярная химия . 3 (21): 3851–3868. DOI : 10.1039 / B510458K . ISSN 1477-0539 . PMID 16312051 .  
  13. ^ Сохма, Юхей; Pentelute, Brad L .; Уиттакер, Джонатан; Хуа, Цинь-синь; Уиттакер, Линда Дж .; Weiss, Michael A .; Кент, Стивен BH (2008). «Сравнительные свойства инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1) и [Gly7D-Ala] IGF-1, полученного полным химическим синтезом». Angewandte Chemie International Edition . 47 (6): 1102–1106. DOI : 10.1002 / anie.200703521 . ISSN 1521-3773 . PMID 18161716 .  
  14. ^ Сакакибара, Шумпеи; Цудзи, Фредерик I .; Кимура, Терутоши; Боди, Йожеф; Нисио, Хидеки; Инуи, Тацуя; Нисиучи, Юдзи (1998-11-10). «Химический синтез молекулы-предшественника зеленого флуоресцентного белка Aequorea, последующий фолдинг и развитие флуоресценции» . Труды Национальной академии наук . 95 (23): 13549–13554. Bibcode : 1998PNAS ... 9513549N . DOI : 10.1073 / pnas.95.23.13549 . ISSN 0027-8424 . PMC 24856 . PMID 9811837 .   
  15. ^ Kochendoerfer, Герд G .; Салом, Давид; Лир, Джеймс Д .; Уилк-Орескан, Розмари; Кент, Стивен Б.Х .; ДеГрадо, Уильям Ф. (1999-09-01). «Полный химический синтез интегрального мембранного белка вируса гриппа A M2: роль его C-концевого домена в сборке тетрамера». Биохимия . 38 (37): 11905–11913. DOI : 10.1021 / bi990720m . ISSN 0006-2960 . PMID 10508393 .  
  16. ^ Линхардт, Роберт Дж; Лю, Цзянь (апрель 2012 г.). «Синтетический гепарин» . Текущее мнение в фармакологии . 12 (2): 217–219. DOI : 10.1016 / j.coph.2011.12.002 . PMC 3496756 . PMID 22325855 .  
  17. ^ Петерсон, Шеркет; Фрик, Эмбер; Лю, Цзянь (2009). «Дизайн биологически активного гепарансульфата и гепарина с использованием ферментативного подхода». Отчеты о натуральных продуктах . 26 (5): 610–27. DOI : 10.1039 / B803795G . PMID 19387498 . 
  18. ^ Менде, Марко; Беднарек, Кристин; Вавришин, Мирелла; Заутер, Поль; Biskup, Moritz B .; Шеперс, Юте; Брезе, Стефан (13 июля 2016 г.). «Химический синтез гликозаминогликанов». Химические обзоры . 116 (14): 8193–8255. DOI : 10.1021 / acs.chemrev.6b00010 . PMID 27410264 . 
  19. ^ Pfrengle, Fabian (октябрь 2017). «Синтетические растительные гликаны». Текущее мнение в химической биологии . 40 : 145–151. DOI : 10.1016 / j.cbpa.2017.09.010 . PMID 29024888 . 
  20. ^ Kong, Dehui; Юнг, Вэйланд; Хили, Райан (11.07.2016). "Создание библиотек синтетических сополимеров комбинаторной сборкой на шаблонах нуклеиновых кислот". ACS комбинаторная наука . 18 (7): 355–370. DOI : 10.1021 / acscombsci.6b00059 . ISSN 2156-8952 . PMID 27275512 .