Dégradation de Bergmann
From Wikipedia, the free encyclopedia
La dégradation Bergmann est une série de réactions chimiques conçues pour supprimer un seul acide aminé de l'acide carboxylique (C-terminal) à la fin d'un peptide[1],[2]. Démontrée pour la première fois par Max Bergmann en 1934, c'est une méthode rarement utilisée pour le séquençage des peptides[1],[3]. La dégradation développée plus tard par Edman est une amélioration de la dégradation Bergmann, clivant plutôt le groupement N-terminal des acides aminés des peptides pour produire une hydantoïne contenant l'acide aminé désiré[4],[5],[6]. La dégradation Bergmann combine la dégradation de l'azoture du réarrangement de Curtius avec la méthode carbobenzoxy de Bergmann et de Zervas, qu'ils ont conçue pour se produire dans des conditions relativement douces, afin de permettre le séquençage de peptides[1]. Un seul tour de la dégradation Bergmann donne un aldéhyde contenant le résidu d'acide aminé recherché et le fragment restant de peptide d'origine sous une forme amide[3].
L'azoture d'acyle d'un peptide (1) subit un réarrangement de Curtius en présence d'alcool benzylique et de chaleur(2) pour donner le carbamate de benzyle (3). Le groupement intermédiaire 3 est supprimé par hydrogénolyse pour donner une amide non substituée (4) et un aldéhyde (5).
La dégradation Bergmann commence par la benzoylation du groupement alpha d'un peptide et la conversion ultérieure en un azoture d'acyle[1]. Comme dans le réarrangement de Curtius, l'azoture d'acyle, en présence de l'alcool benzylique et de chaleur, se réorganise en un intermédiaire isocyanate très réactif, libérant de l'azote gazeux dans le procédé[1]. L'isocyanate à son tour, réagit avec de l'alcool benzylique pour former un benzyluréthane (aussi appelé carboxybenzyle), un composé possédant un groupe protecteur amine carbamate[1],[3]. L'élimination du groupement protecteur carbamate est effectuée par hydrogénation catalytique en présence d'acide chlorhydrique, suivie d'une addition d'eau bouillante[1],[3],[7], ce qui donne un intermédiaire instable qui se réorganise rapidement pour libérer du dioxyde de carbone CO2, poussant la réaction vers l'avant. Ceci conduit à un nouveau réarrangement et à une hydrolyse, aboutissant finalement à la formation d'un aldéhyde portant le résidu d'acide aminé suivant dans la série de séquençage et à l'expulsion du peptide résiduel sous forme amide[3].
Un mécanisme a été proposé, qui représente l'hydrogénation catalytique du benzyluréthane comme un réarrangement concerté qui libère du dioxyde de carbone en concomitance avec la formation de l'amide[3].
Préparation de l'azoture
La conversion ci-dessus en azoture d'acyle a été réalisée de manière multiforme; Bergmann a utilisé l'ester méthylique du peptide et de l'hydrazide, tandis que les plus récentes tentatives ont conçu des méthodes telles que : nitrosylation du N-formylaminoacylhydrazide et de substitution successive par l'azoture de sodium[7], la réaction d'un acide carboxylique avec le phosphorazidate de diphényle, la triéthylamine et un composant hydroxyle[8], et la réaction entre l'azoture de triméthylsilyle et le groupement anhydride d'un acide aminé[3].
Applications
La dégradation de Bergmann est prévu pour, et a été utilisé comme une méthode de séquençage de peptides[1],[3]. Il a également été proposé pour cliver la liaison 3,4 du noyau de la pénicilline[3],[9]. Le composé isocyanate de 2,2-diméthyl-6-phthalimido-3-pénamyle a été obtenu par divers moyens, y compris le réarrangement de Curtius, et il a été envisagé qu'il pourrait subir la dégradation Bergmann pour former l'aldéhyde désiré ainsi que de l'urée en sous-produit[9]. Bien que le dégradation de Bergmann soit effectivement possible, on a découvert qu'une simple hydrolyse acide diluée suffisait à former le produit souhaité[9].
Le réarrangement de Curtius
La dégradation de Bergmann utilise la dégradation de l'azoture décrite par le réarrangement de Curtius[1]. Curtius a également tenté de dégrader les acides aminés benzoylés; toutefois, sa méthode impliquait le fractionnement du carbamate avec un traitement fortement énergique avec des acides, ce qui conduit à la décomposition de l'aldéhyde et des acides aminés résultant[1]. Cela a convaincu Bergmann que la dégradation de l'azoture de Curtius pouvait être suivie d'un traitement par l'alcool benzylique pour isoler l'aldéhyde d'acide aminé résultant et l'amide peptidique résiduel à des fins de séquençage[1].
