Vloga zaščitnih skupin je ključna pri sintezi peptidov in nukleinskih kislin, zlasti pri sintezi kompleksnih molekul, kot so peptidne nukleinske kisline (PNA). PNA je analog DNA z peptidom podobnim ogrodjem, katerega glavno ogrodje je sestavljeno iz N (2-aminoetil)-glicina in baz nukleinske kisline, povezanih z metilen karbonilnimi skupinami. V procesu sinteze PNA je uporaba zaščitnih skupin namenjena zaščiti specifičnih funkcionalnih skupin, preprečevanju njihove porabe v nepotrebnih reakcijah in zagotavljanju učinkovite sinteze in čiščenja ciljnih molekul.
Izbira in funkcija zaščitnih podstavkov
Zaščita aminokislin: Pri sintezi PNA ima gvanidinska skupina arginina močno nukleofilnost in alkalnost, zato jo je treba zaščititi, da se prepreči njena odstranitev v kislih in alkalnih pogojih. Pogoste zaščitne skupine vključujejo terc. butoksikarbonil, nitro, toluensulfonil, trifluoroacetil, benziloksiformil itd. Na primer, gvanidinsko skupino arginina lahko zaščitimo z bis alil karbonilom in končno odstranimo s paladijevo katalizo.
Zaščita karboksilnih skupin: Karboksilne skupine v peptidnih verigah morda potrebujejo tudi zaščito, da preprečijo njihovo sodelovanje v neželenih reakcijah. Na primer, pri sintezi ILE Glu (- pip) je amino skupina ILE zaščitena s FMOC, medtem ko je karboksilna skupina GLU zaščitena s TBU.
Zaščita kromoforja: p-nitroanilin (kromofor v PNA) ima slabo nukleofilnost zaradi močnega učinka nitro skupin na odvzem elektronov, zaradi česar se težko poveže z aminokislinami s splošnimi metodami kondenzacije amida. V pričujočem izumu je problem povezovanja p-nitroanilina rešen tako, da najprej povežemo p-fenilendiamin z aminokislino in jo nato oksidiramo. Ta metoda je bolj okolju prijazna, varna in ima večji donos.