Pentagastrin CAS 5534-95-2

Zielsequenz: Boc- -Ala-Trp-Met-Asp-Phe-NH₂. Es wird eine Strategie der sequentiellen AC-zu-N-terminalen Kondensation angewendet, wobei L-Phenylalaninamid als C-terminales Ausgangsmaterial dient.

Für einzelne Aminosäuren wird ein selektiver Seitenkettenschutz implementiert: Die -Carboxylgruppe von Asparaginsäure wird durch Benzylveresterung geschützt, die Indoleinheit von Tryptophan unterliegt einer milden Verkappung und Boc wird zur vorübergehenden Abschirmung der Aminogruppen verwendet.

Unter Verwendung von klassischem DCC/HOBt als Kondensationsreagenzien erfolgt die Kopplung bei niedriger Temperatur in DMF mit sequenziellem Einbau von Asp, Met und Trp, gefolgt von der abschließenden Konjugation mit Boc- -alanin.

Nach der {0}Kondensation werden durch Hydrogenolyse bei niedriger{1}Temperatur benzyl-basierte Seiten--Schutzgruppen entfernt, und verbleibende Spuren von Boc-Gruppen werden unter milder TFA-Behandlung abgespalten.

Das konzentrierte Rohprodukt wird aus einem Acetonitril{0}}Wasser-Lösungsmittelgemisch umkristallisiert. Aufgrund der geringen Kapitalinvestitionen in die Produktionsausrüstung wurde dieses Verfahren weithin für die frühe Massenherstellung von Arzneimitteln eingesetzt und erzielte eine Gesamtausbeute zwischen 32 % und 38 %. Zu den Hauptnachteilen gehören die umständliche Zwischenisolierung und die übermäßige Abfallentsorgung, was zu einem schrittweisen Ersatz durch die Festphasensynthesetechnologie führt.

Als fester Träger wird 2-Chlortritylchloridharz (CTC-Harz) ausgewählt. Fmoc-Phe-NH₂ wird zunächst auf der Harzmatrix verankert und unbesetzte reaktive Harzstellen werden mit Methanol abgedeckt.

Mit DMF als Reaktionsmedium wird die Fmoc-Entschützung mit Piperidin abgeschlossen und die Carboxylaktivierung mit HBTU/HOBt realisiert. Fmoc-Asp(OBzl), Fmoc-Met und Fmoc-Trp werden nacheinander vom C--Terminus zum N--Terminus gekoppelt, und im letzten Schritt wird terminales Boc- -Ala (Fmoc-frei) eingeführt.

Die Abspaltung vom Harz und die Entschützung der globalen Seitenkette werden bei Umgebungstemperatur mit einem TFA-Spaltungscocktail durchgeführt; Das Harz wird durch Filtration entfernt und das konzentrierte Filtrat wird einer präparativen Umkehrphasen-HPLC-Reinigung auf einer C18-Säule mit Gradientenelution von Acetonitril-wasser unterzogen, gefolgt von einer Lyophilisierung, um hochreines pharmazeutisches Rohmaterial mit einer Reinheit von mindestens 98,5 % und einer Gesamtausbeute zwischen 52 % und 60 % zu ergeben.

Diese Methode zeichnet sich durch minimale Nebenreaktionen und eine einfache Reinigung aus und entspricht den Herstellungsspezifikationen für pharmazeutische Wirkstoffe in Arzneibuchqualität-. In den letzten Jahren haben optimierte umweltfreundliche Verfahren unter Verwendung fluorfreier Spaltungsreagenzien die Abwasserverschmutzung drastisch reduziert und sind zur bevorzugten Produktionstechnologie für Pharmahersteller weltweit geworden.

Im Jahr 1905 stellte der britische Physiologe Edkins die Hypothese auf, dass die antrale Ventrikelschleimhaut Gastrin absondert, einen humoralen Faktor, der die Magensäureproduktion über den Blutkreislauf moduliert.

Aufgrund unzureichender Reinigungstechnologien blieb diese Hypothese fast ein halbes Jahrhundert lang umstritten und unbewiesen. Im Jahr 1926 bestätigte der chinesische Physiologe Lin Kesheng die Existenz gastrointestinaler endokriner Substanzen durch Tierversuche und ergänzte das physiologische Gerüst der Gastrin-Hypothese, doch natives monomeres Gastrin wurde nicht isoliert.

Erst 1959 reinigten Gregory und Tracy von der Universität Liverpool, Großbritannien, das natürliche Heptadecapeptid Gastrin G17 aus der Antralschleimhaut von Schweinen mittels Gegenstromverteilung und Sephadex-Gelchromatographie. Ihr Nachweis seiner säurestimulierenden Aktivität legte solide chemische und physiologische Grundlagen für die Gastrinforschung.

Im Jahr 1964 schloss dasselbe Forschungsteam die vollständige Aminosäuresequenzierung von G17 ab. Segmentsynthese und Screening bestätigten, dass das C-terminale Tetrapeptid Trp-Met-Asp-Phe{6}}NH₂ den pharmakophoren Kern darstellt und die Rezeptor--Bindungskapazität und die Magensäure-stimulierende Aktivität des nativen Gastrins vollständig beibehält, während die lange N-terminale Aminosäurekette nur reguliert in-vivo-Metabolismus ohne wesentliche pharmakologische Funktion.

Vor dem Hintergrund der dringenden klinischen Nachfrage nach standardisierten diagnostischen Reagenzien für die Magensäurefunktion und der hohen Kosten sowie der begrenzten Verfügbarkeit von extrahiertem natürlichem Heptadecapeptid arbeitete ICI Pharmaceuticals mit physiologischen Forschern zusammen, um ein Entwicklungsprojekt zu starten.

Durch die Konjugation von Boc-geschütztem -Alanin an den Aminoterminus des aktiven Tetrapeptids wurde ein stabileres Pentapeptidderivat konstruiert, das einer schnellen enzymatischen Hydrolyse in vivo standhält.

Vollständige chemische Synthese vonPentagastrinwurde 1967 von der Forschungsgruppe von Konturek durchgeführt, wobei in-vitro- und Tierversuchen bestätigt wurde, dass seine Säure--sekretagogene Wirksamkeit der von nativem Gastrin entspricht. Das Mittel erhielt im selben Jahr die Marktzulassung in Europa und ist seitdem zum Goldstandardreagenz für die Messung der Magensäureproduktion geworden.

Nachfolgende Zulassungen wurden in den USA, Japan und China für das Gastrinom-Screening und die Beurteilung der Belegzellfunktion erteilt. Ab den 1990er-Jahren wurde seine Anwendung in der Grundlagenforschung als pharmakologischer Hilfswirkstoff gegen den CCK-B-Rezeptor ausgeweitet und ist bis heute ein klassischer Referenzwirkstoff in der Verdauungspharmakologie.