간단한 합성 방법) EDC-NHS 결합반응

오늘은 EDC-NHS 결합반응에 대해 포스팅을 하겠습니다.

EDC-NHS반응은 결합 방식이 간단하고 쉬워서 많이 사용하는 합성 방법입니다.

 

오늘의 포스팅이 물질의 합성방법에 대해 고민하고 있는 초보연구자분들에게 많은 도움이 되었으면 좋겠습니다.

 

그럼 시작해 볼겠습니다.
 

EDC-NHS 결합반응

먼저 EDC는 1-Ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride를 말하며, NHS는 N-hydroxysuccinimide를 말합니다.

 

이 두 가지 물질은 카르복실기(-COOH)와 아민기( -NH2)가 결합하여 펩타이드 결합(amid bond)을 형성하는데 도움을 주는 역할을 합니다.
 
그럼 그림을 보면서 설명해보겠습니다.

 

EDC-NHS반응

출처(Sulfo-NHS plus EDC (carbodiimide) crosslinking reaction scheme | Thermo Fisher Scientific - KR)

 

EDC-NHS 결합반응 과정

 

이 그림은 카르복실기가 있는 물질 1과 EDC, NHS, 아민기가 있는 물질 2를 수용액 상에서 녹여 반응시킬 때 일어날 수 있는 반응에 대해 정리한 그림입니다.

 

첫 번째(1) 경우는 EDC만 카르복실기에 결합하여 아민기와 카르복실기가 펩타이드 결합을 형성할 수 있게 도와준 경우이고, 두 번째(2) 경우는 EDC가 붙었으나 가수분해되어 펩타이드 결합을 형성하지 못한 경우입니다.

 

마지막 세 번째(3) 경우는 EDC와 NHS가 차례로 결합하여 카르복실기와 아민기가 펩타이드 결합을 안정적으로 할 수 있도록 도와준 경우입니다.

 

그림을 보시면 아시겠지만 EDC와 NHS는 카르복실기와 아민기가 펩타이드 결합을 하는 것을 도와주는 역할을 하는 물질이므로 펩타이드 결합이 형성되면 EDC와 NHS는 떨어져 나가 합성된 물질에 결합되어 있지 않습니다.

 

그래서 EDC와 NHS를 zero linker라고 부르기도 합니다.

 

EDC-NHS 결합반응 조건 

 

펩타이드 결합이 안정적으로 형성될 수 있게 하기 위해서는 EDC의 활성과 NHS의 활성을 높여주는 것이 중요합니다.

 

EDC의 경우 산성에서 활성이 높지만 pH7에서도 적절한 활성을 유지하기 때문에 잘 일어나지 않는 경우에는 EDC의 양을 조금 더 늘려서 반응을 시도하면 좋을 것 같습니다.

 

또한, NHS는 염기 상태에서 활성이 높기 때문에 DIPEA(N,N-Diisopropylethylamine)나 TEA(Triethylamine)를 넣어 반응성을 높여주는 것도 좋습니다.

 

EDC와 NHS는 pH에 영향을 많이 받으므로 그냥 증류수보다는 완충용액인 PBS에서 반응을 해주는 것을 추천드립니다.

반응 시 물질을 넣는 순서는 카르복실기가 있는 물질 -> EDC -> NHS -> DIPEA or TEA -> 아민기가 있는 물질 순으로 넣으시는게 좋습니다.
 

 

EDC-NHS반응은 카르복실기와 아민기가 있는 물질은 쉽게 붙일 수 있는 방법으로 사용범위가 넓어 연구를 폭넓게 할 수 있게 도와줍니다.

 

오늘의 포스팅이 초보연구원분의 연구에 많은 도움이 되길 바랍니다.

 

감사합니다.