Uvedba fluora ali fluor-vsebujočih funkcionalnih skupin je danes ena od ključnih strategij pri razvoju agrokemikalij in farmacevtikov. Načrten vnos fluorovih atomov v peptidne sisteme omogoča izboljšano metabolično stabilnost, stabilizacijo želenih sekundarnih struktur in vpogled v biološke interakcije s pomočjo $^{19}$F NMR spektroskopije. Navkljub izredno obetavnim lastnostim ostajajo fluorirani motivi, asociirani s halkogeni relativno neraziskani na področju peptidne kemije. Med tovrstnimi motivi se je trifluorometiltiolna (CF$_3$S) skupina uveljavila kot privilegiran motiv zaradi svoje lipofilnosti in močnega elektron privlačnega učinka.
V sklopu te študije smo razvili učinkovito metodo za neposredno C(sp$^2$)–H trifluorometiltioliranje aromatskih aminokislin (triptofan, tirozin, DOPA) ter njihovih biološko pomembnih monoaminskih analogov, kot so serotonin, dopamin in tiramin. Razvita metoda omogoča vnos CF$_3$S motiva v stranske verige triptofan-vsebujočih peptidov v pozni stopnji ter pripravo enantiomerno čistih Fmoc-zaščitenih gradnikov v gramskem merilu (77–93 % izkoristek). Le-ti so bili uspešno uporabljeni v sintezi modelnih peptidov in analogov endomorfina-1 (EM1) na trdnem nosilcu (SPPS). V nadaljevanju smo raziskali doprinos CF$_3$S skupine k lokalni hidrofobnosti stranskih verig peptidov. Izkazano znatno povečanje hidrofobnih interakcij kaže na potencial načrtnih CF3S-modifikacij za izboljšavo
farmakokinetičnih parametrov peptidov. V sklopu raziskav je bila sintetizirana knjižnica fluoriranih analogov EM1 z različnimi CF$_3$(S) modifikacijami farmakoforjev. Serija ligandov je bila in vitro ovrednotena glede na afiniteto vezave na μ- and δ-opioidna receptorja ter njihovo funkcionalno aktivnost. Najbolj obetavni ligandi so izkazali primerljivo afiniteto vezave (do 1,38 nM K$_i$) starševskemu peptidu EM1.
V zadnjem sklopu disertacije smo preučevali selektivno oksidacijo CF$_3$S-vsebujočih aminokislin za sintezo ustreznih trifluorometil sulfoksidov in sulfonov. Oksidirane gradnike smo uspešno uporabili v sintezi peptidov na trdnem nosilcu ter analizirali vpliv substituentov na fizikalnokemijske lastnosti peptidov. Poleg tega smo razvili učinkovito sintezno pot do zaščitenega perfluoro-terc-butil serina z uporabo ključne Mitsunobu reakcije z visokimi izkoristki.
Pridobljeni rezultati v sklopu doktorskega dela predstavljajo napredek v razvoju metodologije za vgradnjo CF$_3$S skupine ter višje oksidiranih motivov v aminokisline in tarčne peptide s SPPS ali funkcionalizacijo v pozni stopnji. Izvedene študije fizikalno-kemijskih lastnosti in biološke aktivnosti izboljšujejo naše razumevanje vpliva fluoriranih motivov, asociiranih z atomom žvepla, ter izpostavljajo visok potencial uveljavljajočih se fluoriranih funkcionalnih skupin pri načrtovanju novih zdravilnih učinkovin ali biomaterialov na osnovi peptidov.
|