تدهور بيرغمان

تُعدّ عملية بيرغمان سلسلة من التفاعلات الكيميائية المصممة لإزالة حمض أميني واحد من الطرف الكربوكسيلي ( الطرف C ) للببتيد . [ ^{1 ] [ 2 ] وقد} أثبتها ماكس بيرغمان لأول مرة عام 1934، وهي طريقة نادرة الاستخدام لتحديد تسلسل الببتيدات. ^{[ 1 ] [ 3 ]} أما عملية إدمان، التي طُوّرت لاحقًا، فهي تحسين لعملية بيرغمان، حيث تقوم بفصل الحمض الأميني الطرفي N للببتيدات لإنتاج هيدانتوين يحتوي على الحمض الأميني المطلوب. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

تتبع طريقة بيرغمان للتحلل العمل السابق لبيرغمان وزميله المقرب ليونيداس زيرفاس ، حيث تجمع بين تحلل الأزيد العضوي لإعادة ترتيب كورتيوس وطريقة بيرغمان-زيرفاس للكاربوبنزوكسي ، التي صمماها لتحدث في ظروف معتدلة نسبيًا للسماح بتحديد تسلسل الببتيد. ^{[ 1 ]} ينتج عن دورة واحدة من تحلل بيرغمان ألدهيد يحتوي على بقايا الحمض الأميني المطلوبة والجزء المتبقي من الببتيد الأصلي في شكل أميد . ^{[ 3 ]}

يخضع أسيل أزيد الببتيد ( 1 ) لإعادة ترتيب كورتيوس في وجود كحول البنزيل والحرارة ( 2 ) لإنتاج بنزيل كاربامات ( 3 ). تُزال مجموعة Cbz من المركب الوسيط 3 عن طريق الهدرجة لإنتاج أميد غير مستبدل ( 4 ) وألدهيد ( 5 ) .

تبدأ عملية تحلل بيرغمان بالبنزلة عند المجموعة ألفا للببتيد، ثم تحويله إلى أسيل أزيد . ^{[ 1 ]} وكما هو الحال في إعادة ترتيب كورتيوس ، يُعاد ترتيب الأسيل أزيد، بوجود كحول البنزيل والحرارة، إلى وسيط إيزوسيانات شديد التفاعل ، مُطلقًا غاز النيتروجين في هذه العملية. ^{[ 1 ]} يتفاعل الإيزوسيانات بدوره مع كحول البنزيل لتكوين بنزيل يوريثان (يُشار إليه أيضًا باسم كاربوكسي بنزيل )، وهو مركب يحتوي على مجموعة حماية كاربامات أمينية. ^{[ 1 ] [ 3 ]} تتم إزالة مجموعة حماية الكاربامات لاحقًا عن طريق الهدرجة التحفيزية بوجود حمض الهيدروكلوريك ، ثم يُضاف إلى الماء المغلي، ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 7 ]} مما ينتج عنه وسيط غير مستقر يُعاد ترتيبه بسرعة لإطلاق ثاني أكسيد الكربون ، دافعًا التفاعل إلى الأمام. يؤدي هذا إلى مزيد من إعادة الترتيب والتحلل المائي اللاحق ، مما ينتج عنه في النهاية تكوين ألدهيد يحمل بقايا الحمض الأميني التالية في سلسلة التسلسل وطرد الببتيد المتبقي في شكل أميد. ^{[ 3 ]}

تم اقتراح آلية تصف الهدرجة التحفيزية للبنزيل يوريثان على أنها إعادة ترتيب متناسقة تطلق ثاني أكسيد الكربون بالتزامن مع تكوين الأميد. ^{[ 3 ]}

تم إجراء التحويل المذكور إلى أسيل أزيد بطرق متعددة؛ فقد استخدم بيرغمان إستر الميثيل والهيدرازيد ، بينما صممت المحاولات الأحدث طرقًا مثل: نيتروزيل N-فورميل أمينو أسيل هيدرازيد والاستبدال اللاحق بأزيد الصوديوم، ^{[ 7 ]} وتفاعل حمض كربوكسيلي مع ثنائي فينيل فوسفورازيدات، وثلاثي إيثيل أمين، ومكون هيدروكسيلي، ^{[ 8 ]} وتفاعل بين أزيد TMS وأنهيدريد حمض أميني. ^{[ 3 ]}

يُستخدم تحلل بيرغمان، وقد استُخدم بالفعل، كطريقة لتحديد تسلسل الببتيدات. ^{[ 1 ] [ 3 ]} كما اقتُرح استخدامه في كسر الرابطة 3،4 لنواة البنسلين . ^{[ 3 ] [ 9 ]} تم الحصول على مركب 2،2-ثنائي ميثيل-6-فثاليميدو-3-بناميل إيزوسيانات عبر وسائل مختلفة، بما في ذلك إعادة ترتيب كورتيوس، وكان يُعتقد أنه يمكن أن يخضع لتحلل بيرغمان لتكوين الألدهيد المطلوب بالإضافة إلى اليوريا كناتج ثانوي. ^{[ 9 ]} على الرغم من أن تحلل بيرغمان كان ممكنًا بالفعل، فقد اكتُشف أن التحلل المائي البسيط باستخدام حمض مخفف يكفي لتكوين المنتج المطلوب. ^{[ 9 ]}

تعتمد طريقة بيرغمان للتحليل على تحليل الأزيد الموصوف في إعادة ترتيب كورتيوس. ^{[ 1 ]} حاول كورتيوس أيضًا تحليل الأحماض الأمينية البنزويلية؛ إلا أن طريقته تضمنت فصل الكربامات بمعالجة عالية الطاقة بالأحماض، مما أدى إلى تحلل الألدهيد الناتج وأميدات الأحماض. ^{[ 1 ]} أقنع هذا بيرغمان بإمكانية متابعة تحليل الأزيد لكورتيوس بمعالجة باستخدام كحول البنزيل (طريقته كاربوبنزوكسي) لعزل ألدهيد الحمض الأميني الناتج وأميد الببتيد المتبقي لأغراض التسلسل. ^{[ 1 ]}

يُعدّ تحلل إدمان طريقة بديلة لتحديد تسلسل الببتيدات، حيث يفصل بقايا الأحماض الأمينية من الطرف الأميني للببتيد. ^{[ 4 ]} في عام 1950، صمّم إدمان تفاعلاً مع فينيل ثيوسيانات (مستوحى من دراسة أجراها بيرغمان، كان، وميكيلي عام 1927 ^{[ 10 ]} ) لإنتاج ببتيدات فينيل ثيوكارباميل، ثمّ يُجرى تحلل مائي في ظروف معتدلة نسبيًا لفصل الحمض الأميني الطرفي الأميني إلى فينيل ثيوهيدانتوين. ^{[ 4 ] [ 10 ]} يتميز فينيل ثيوهيدانتوين بثباته الكافي للخضوع لإجراءات تحديد التسلسل المختلفة، مثل تلك التي تتضمن الاستشراب وقياس الطيف الكتلي . ^{[ 1 ] [ 6 ]} كان هذا تحسينًا لطريقة سابقة اقترحها عبد الحليدن وبروكمان عام 1930، والتي أظهرت تحويل الحمض الأميني الطرفي N إلى هيدانتوين في ظل ظروف تحلل مائي أقوى، حيث شكّل انشطار بعض الببتيد المتبقي مشكلة. ^{[ 10 ]} تتمثل الميزة الأساسية لتحلل إدمان على تحلل بيرغمان في سهولة إعادة إدخال الببتيد المتبقي في العملية نظرًا لاحتفاظه ببنيته طوال عملية الانشطار المتسلسلة. ^{[ 5 ] [ 6 ]} من المفترض أن تكرار تحلل بيرغمان ليس بهذه السهولة، لأن الببتيد المتبقي يكون في صورة أميدية. ^{[ 3 ]}

• إعادة ترتيب كورتيوس
• تدهور إدمان