Uloga zaštitnih grupa je ključna u sintezi peptida i nukleinskih kiselina, posebno u sintezi kompleksnih molekula kao što su peptidne nukleinske kiseline (PNA). PNA je analog DNK sa kičmom poput peptida, čija se glavna okosnica sastoji od N (2-aminoetil) - glicina i baza nukleinskih kiselina povezanih metilen karbonil grupama. U procesu sinteze PNA, korištenje zaštitnih grupa je za zaštitu specifičnih funkcionalnih grupa, sprječavanje njihovog trošenja u nepotrebnim reakcijama i osiguravanje efikasne sinteze i pročišćavanja ciljnih molekula.
Izbor i funkcija zaštitnih podloga
Zaštitne aminokiseline: U sintezi PNA, gvanidinska grupa arginina ima jaku nukleofilnost i alkalnost, i treba je zaštititi kako bi se spriječilo njeno uklanjanje u kiselim i alkalnim uvjetima. Uobičajene zaštitne grupe uključuju terc butoksikarbonil, nitro, toluensulfonil, trifluoroacetil, benziloksiformil, itd. Na primjer, gvanidinska grupa arginina može biti zaštićena bis alil karbonilom i konačno uklonjena pomoću paladijumske katalize.
Zaštita karboksilnih grupa: Karboksilnim grupama u peptidnim lancima može takođe biti potrebna zaštita kako bi se sprečilo da učestvuju u neželjenim reakcijama. Na primjer, u sintezi ILE Glu ( - pip), amino grupa ILE je zaštićena FMOC, dok je karboksilna grupa GLU zaštićena TBU.
Zaštita hromofora: p-nitroanilin (hromofor u PNA) ima slabu nukleofilnost zbog snažnog efekta povlačenja elektrona nitro grupa, što otežava povezivanje sa aminokiselinama putem opštih metoda kondenzacije amida. U ovom izumu, problem povezivanja p-nitroanilina je riješen tako što se prvo poveže p-fenilendiamin sa amino kiselinom, a zatim se oksidira. Ova metoda je ekološki prihvatljivija, sigurnija i ima veći prinos.