Die Autoren danken Herrn Dr. Jumpei Morimoto und Dr. Todd Doran für wertvolle Unterstützung danken. Diese Arbeit wurde durch einen Vertrag von der NHLBI (NO1-HV-00242) unterstützt.

1. Grundlagen der Split-and-Pool-Synthese Um eine große Anzahl von Verbindungen an fester Phase effizient zu erzeugen, wird Split-and-Pool-Synthese oft als eine allgemeine Strategie beschäftigt. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind TentaGel Perlen zuerst in drei Teile aufgeteilt. Jeder Abschnitt ist mit einem anderen Reagens, Erzeugen des ersten Rückstandes an Perlen. Nach der ersten Reaktion werden alle drei Abschnitte miteinander vereinigt, gemischt und dann wieder aufgeteilt in drei Abschnitte. Jeder Teil wird wieder mit einem anderen Reagenz reagieren, Erzeugen des zweiten Rückstand an Perlen. Nach zwei Split-and-Pool-Schritten werden neun Verbindungen erzeugt. In Submonomer Synthese werden Perlen zuerst in mehrere Abschnitte unterteilt ist, mit verschiedenen Säuren Brom in Gegenwart eines Kupplungsmittels reagieren. Nach dem Waschen mit Lösungsmittel, werden alle Perlen zusammen und gemischt zusammengelegt werden, dann wieder in mehrere Abschnitte unterteilt, um mit verschiedenen reagierenprimäre Amine. Nach Aminierung sind alle Perlen zusammen gesammelt und gründlich gewaschen und einen vollen Monomers auf jeder Perle. Dieser Vorgang kann wiederholt, bis gewünschte Vielfalt erreicht wird. 2. Herstellung von Säure Bromide aus natürlichen Aminosäuren . 1. Kupplung der Säure-bromid und 2 Aminierung mit primären Aminen (Abbildung 2):. In Submonomer-Synthese wird die Synthese von jedem Monomer in zwei Schritte unterteilt. Um ein Peptid zu synthetisieren tertiäres Amid wird chiralen Säure-bromide mit Seitenketten, die am alpha-Kohlenstoff aus natürlichen Aminosäuren hergestellt werden. Hier beschreiben wir das Verfahren zur Transformation einer natürlichen Aminosäure in das entsprechende Säure-Bromid mit hoher Stereoklangtreue. Wir verwenden Alanin als Beispiel; andere Aminosäuren wie Serin, Threonin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Asparagin, Glutamin, Glycin, Valin, Isoleucin, Phenylalanin kann auch in Brom unter ähnlichen Säuren umgewandelt werden conditions. Beachten Sie, dass einige der Aminosäuren mit funktionellen Gruppen, wie Phenol-, Guanidin-und Amin müssen vor der Transformation zu schützen. Der Reaktionsansatz wird in Abbildung 3 gezeigt. Sicherheitshinweis: Für die folgenden Reaktionen mit HBr, NaNO 2 und andere ätzende / toxische Chemikalien, geeignete Sicherheitsausrüstung wie Schutzbrille, Kittel und chemikalienbeständige Handschuhe benötigt werden. Alle Reaktionen sollten in einem Abzug von erfahrenen Chemiker durchgeführt werden. <ol><li> In 370 ml Wasser in 630 ml 48% HBr-Lösung, um eine 1 L, 30% HBr-Lösung herzustellen. Gib 500 ml Ethylenglykol in einen 1 l Badbehälter; Hinzufügen von Trockeneis, um die Temperatur bei -10 º C zu halten Achtung: 48% HBr-Lösung stark sauer und ätzend, mit Vorsicht handhaben. Lesen Sie das Sicherheitsdatenblatt vor dem Gebrauch. </li><li> Hinzufügen D-Alanin (8,9 g, 0,1 mol) und KBr (11,9 g, 0,1 mol) in einen 250 ml-Dreihalsrundkolben mit einem magnetischen Rührstab. 100 ml, und die 30% HBr in t vorbereiteter vorherigen Schritt. Setzen Sie den Kolben in der Ethylenglykol-Bad in Schritt 2.1 vorbereitet und halten die Temperatur bei -10 ° C Blasen Argon durch eine lange Nadel aus dem Boden des Kolbens für 10 Minuten, wie in Fig. 3 gezeigt. Rührt die Lösung mit dem Magnetrührer bei 300 UpM. </li><li> Auflösen NaNO 2 (8,28 g, 0,12 mol) in einem 100 ml Becherglas mit 20 ml Wasser. Zugeben der Lösung in die Druckausgleichstropftrichter und dichten den Tropftrichter mit einem Septum. Drehen Sie langsam auf das Ventil des Tropftrichter und lassen Sie die NaNO 2-Lösung fallen in den Kolben. Steuern Sie das Ventil, um die Tropfrate auf ca. 2 Tropfen pro Sekunde einstellen. Halten Sie das Rühren bei 300 UpM und halten das Einleiten von Argon aus dem Boden des Kolbens. Der Kolben sollte in Ethylenglycol-Bad bei -10 ° C aufbewahrt werden, bis alle NaNO 2 zugegeben. Achtung: Dieser Schritt erzeugt Wärme und Gas während der Zugabe von NaNO 2-Lösung. Tropfrate sollten sorgfältig congesteuert und das ganze System sollte durch die Argon Auslaß offen sein. </li><li> Halten Sie das Rühren für weitere 3 Stunden und lassen die Temperatur erwärmen von -10 ° C bis Raumtemperatur. Die resultierende Lösung sollte klar bis hellgelb sein; wenn die Farbe zu dunkel, Vakuum, um die überschüssige Stickoxide und mögliche Br 2 während der Reaktion erzeugte entfernen. </li><li> Extrahieren Sie das Produkt aus der Lösung mit 3x 35 ml Diethylether mit einem extra Trichter. Kombinieren der organischen Phase und waschen Sie es mit gesättigter Salzlösung. Die organische Phase kann auch mit einer kleinen Menge von NaHCO 3 vor dem Waschen mit Salzlösung, um die Farbe zu entfernen, wenn es dunkel ist, gewaschen werden. Trocknen der organischen Phase über Na 2 SO 4 für 6 Stunden. </li><li> Filtern Sie die Na 2 SO 4 und dampft das Lösungsmittel unter Vakuum sollte Rohprodukt als klar, hellgelbes Öl erhalten werden. Rohprodukt kann durch Destillation bei 115 º C, 3 mm Hg, oder reinigSilica-Säule mit 3.01 Hexan: Ethylacetat. </li><li> Reines Produkt als klares Öl, 6,6 g (Ausbeute 74%), Dichte = 1,69 g / ml, [α] D20 = +24 ° (Methanol), 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3) δ 4.41 (q erhalten, J = 7,0 Hz, 1H), 1,86 (d, J = 7,0 Hz, 3H). Im Fall von (S)-2-Brompropansäure-d 4 (von 4 d-L-Alanin), ist reine Produkt als klares Öl erhalten, Ausbeute 78%, Dichte = 1,72 g / ml, [α] D20 = -19 (Methanol). 1 H NMR ° wird keine signifikante H-Signal beobachtet. ESI-MS - [M-1] - = 155,1 (erwartet 154.97). Für (S)-2-Brom-4-Methylpentansäure (von L-Leucin unter Verwendung der gleichen Prozedur) reines Produkt als klares Öl erhalten, Ausbeute 89%, [α] D20 = +37 ° (Methanol), 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3) δ 4,30 (t, J = 7,7 Hz, 1H), 1,94 (dd, J = 10,8, 3,9 Hz, 2H), 1,81 (tt, J = 13,2, 6,5 Hz, 1H), 0,96 (dd, J = 18.2, 6.6 Hz, 7H). Im Falle von (S)-2-Brom-3-phenylpropanoic Säure (von L-Phenylalanin mit dem gleichen Verfahren hergestellt) reines Produkt als hellgelbes Öl, Ausbeute 72%, [α] D20 = 17 (Methanol), 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3) δ 7,38 ° - 7.19 (m, 5H), 4.42 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1H), 3,47 (dd, J = 14.2, 8.2 Hz, 1H), 3.25 (dd, J = 14.2, 7.2 Hz, 1H). </li></ol> 3. Isotopenmarkierung von Alanin-Transaminase Mit In kombinatorischen Bibliotheksynthese, insbesondere in der Split-and-Pool-Synthese von einem Wulst ein Verbindung (OBOC) Bibliotheken, ist die Menge der Verbindung, die von jedem Wulst erhalten werden kann relativ klein ist. (Typischerweise 1 pmol bis 10 nmol). Zusätzlich ist die Massenspektrometrie häufig für die Identifizierung und Charakterisierung der Endverbindung aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit verwendet. Um Massenspektrometrie verwenden, um die absolute Stereochemie an den chiralen Zentren der letzten PTA-Produkte zu ermitteln, sollte Brom-Enantiomere isoto seinpically vor Gebrauch gekennzeichnet. Hier beschreiben wir das Verfahren der Verwendung Transaminase und D 2 O Etikett L-Alanin. <ol><li> Auflösen L-Alanin (300 mg, 3,36 mmol) mit 10 ml D 2 O in einem 50 ml-Polyethylenrohr. In α-Ketoglutarat (10 mg, 0,068 mmol) als Co-Substrat. Wärmen Sie das Rohr auf 37 ° C und stellen Sie die PD 8,5-8,7 unter Verwendung einer 1 M NaOD Lösungshilfe. Hinweis: PD wird durch pH-Teststreifen bestimmt. Traditionelle elektro pH-Meter mit Glaselektrode selektiv für H + ausgestattet ist, kann geben nicht korrekt ausgelesen für D +. </li><li> In Alanin-Transaminase (0,1 mg, EC 2.6.1.2 aus Schweineherz, Roche Diagnostics, Indianapolis, IN) mit dem pD 8,5-8,7, 37 aus dem vorherigen Schritt vorbereitet ° C-Lösung. Setzen Sie das Rohr in einem 37 ° C-Inkubator und Inkubation über Nacht mit leichten Schütteln, bevorzugt 10 bis 30 Umdrehungen pro Minute. </li><li> Nach Inkubation über Nacht, nehmen Sie 0,5 ml der D 2 O-Lösung und überprüfen Sie die Reaktionsfortschritt durch 1 H-NMR. Alle Protonen-Signale einerlanine, δ 3,76 (q, J = 7.2 Hz, 1H), 1,46 (d, J = 7,3 Hz, 3H), 1 H-NMR 400 MHz, sollte stark durch Deuterierung unterdrückt werden. Mehr als 98% der Protonen sollte Deuterium, wie zuvor beschrieben, 23 ausgetauscht werden. Hinweis: D 2 O teilweise durch Destillation zurückgewonnen, wenn die Reaktion in großem Maßstab durchgeführt werden kann (&gt; 200 ml D 2 O). Normalerweise können 60% bis 80% D 2 O aus der Lösung destilliert werden. </li><li> Einfrieren der obigen Lösung mit flüssigem Stickstoff gefriertrocknen und mit einem Lyophilisator auf weißem deuteriertes L-Alanin-Pulver zu erhalten. </li></ol> 4. Synthese von Peptoid Linker Region Die Linkerregion wird für PTA Bibliothekssynthese benötigt. Jedoch um den hohen Hintergrund im unteren Molekulargewichtsbereich (100-600) von MALDI-Massenspektroskopie zu vermeiden und die Ionisierung der Verbindungen zu verbessern, ein Peptoid-Linker mit mehreren polaren Resten wird oft verwendet. Diese Peptoid linker können über Standard-Peptoids Syntheseverfahren hergestellt werden. Hier werden wir ein Pentamer von N-Methoxyethyl-Glycin als Linker synthetisiert (wie in Fig. 5 gezeigt). <ol><li> Quellen 90 um Tentagel Perlen mit RAM-Linker (1 g, 0,27 mmol / g) in 10 ml DMF 3 h in einem 12-ml-Spritze mit einem milden Reaktor Schütteln. </li><li> Lassen Sie das DMF aus dem Reaktor und 10 ml 20% Piperidin DMF-Lösung, um die Fmoc-Gruppe von der Rink-Amid-Linker entschützen. Schütteln Sie die Perlen mit 20% Piperidin-Lösung für 30 min. Waschen mit DMF 5x alle Piperidin zu entfernen. </li><li> Nehmen Sie sich ein paar Perlen aus der Spritze und testen Sie es mit Chloranil-Test. Perlen sollten dunkelbraun (Chloranil-Test positiv für primäre Amin) wenden, wenn fmoc erfolgreich entschützt wird. </li><li> Bereiten Sie die folgenden Lösungen:. 1 20 ml, 2 M Bromessigsäure / DMF-Lösung; 2 20 ml, 2 M DIC / DMF-Lösung. 3. 10 ml, 1 M methoxylethylamine / DMF-Lösung. </li><li> 5 ml 2 M Bromessigsäure / DMF-Lösungdie Perlen, leicht schütteln. Anschließend werden 5 ml 2 M DIC / DMF-Lösung zu den Perlen; versiegeln Sie die Spritze mit dem Kolben und legte es auf den Shaker. Schütteln für 10 min. </li><li> Gründlich waschen die Perlen mit DMF. 2 ml 1 M Methoxyethylamin / DMF-Lösung aus Schritt 4.4 in den Kügelchen hergestellt. Verschließen Sie die Spritze mit dem Kolben und schütteln Sie auf dem Schüttler für 30 min. </li><li> Mit DMF 5x Waschen Sie die Perlen. Überprüfen Sie ein paar Perlen mit Chloranil-Test, wenn positiv (Perlen blau), dann mit dem nächsten Schritt fort. Andernfalls wiederholen Sie Schritt 4.6. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 4,5-4,7, 4x um die Pentamer abzuschließen. </li></ol> . 5 Split-and-Pool-Synthese von PTA-Bibliothek mit (R) - und (S)-2-Brompropionsäure Acids Hier beschreiben wir die Synthese eines kleinen PTA Bibliothek eine theoretische Diversität von 9.261 Verbindungen unter Verwendung des 1 g Kügelchen aus Schritt 4.8. Beachten Sie, dass ein 90 um Tentagel Wulst enthält etwa 2,9 Millionen Perlen pro Gramm; daher die Redundanzdie Bibliothek 2,9 x 10 6/9261 = 312 Kopien sein. Wir werden Bromessigsäure, (R)-2-und Isotopen-markierten bromopropanoic (S)-2-Brompropansäure-d 4 als die Säuren und 7 verschiedene Amine (A1 ~ A7, siehe Abbildung 5 für Details) für Aminierung. Spritze Reaktoren und ein Vakuumverteiler wird verwendet, um die Synthese durchzuführen. <ol><li> 10 ml von 1:1 DCM: DMF auf die Spritze aus Schritt 4,8; verwenden einen 1000 ul Pipette mit einer abgeschnittenen Pipettenspitze, um alle 1 g Perlen gleichmäßig in drei Reaktoren 5 ml Spritze aufgespalten. Beschriften als B (Bromessigsäure), R ((R)-2-bromopropanoic) und S ((S)-2-Brompropansäure-d 4). Mit DCM 3x Waschen Sie alle drei Spritzen, Spritzen und waschen mit R und S mit wasserfreiem THF 3x beschriftet, waschen Spritze mit B 3x mit DMF gekennzeichnet. </li><li> Spritze R-und S. BTC Kopplung Brompropansäure. <ol><li> Eine frische BTC / THF-Lösung. Hinzufügentwa 200 mg BTC in das Fläschchen in einem Abzug, verschließen Sie diese mit der Kappe. Wiegen Sie die Menge der BTC in der Ampulle. Berechnen Sie die Menge an Lösungsmittel benötigt, und fügen wasserfreiem THF in das Fläschchen, um eine 20 mg / ml BTC / THF-Lösung zu machen. </li><li> Bereiten Sie das Brom Säuren / BTC-Mischung. Hinzufügen (R)-2-Brompropansäure (89 &amp;mgr; l, 0,95 mmol) und (S)-2-Brompropansäure-d 4 (89 &amp;mgr; l, 0,95 mmol) in zwei kleine Fläschchen getrennt. Um jedem Fläschchen 5 ml des über 20 mg / ml BTC / THF-Lösung. Seal die zwei Fläschchen und steckte sie in -20 ° C Gefrierschrank für 20 min. </li><li> In 1125 ul, 2:1 THF / DIPEA (750 ul THF, 375 ul DIPEA, 2.2 mmol) R-und S getrennt Spritze. Mischen Sie die Perlen mit der Pipettenspitze. Lassen Sie sie für 5 min zu sitzen. </li><li> Nehmen Sie die beiden abgekühlt Brom Säuren / BTC Mischungen aus Schritt 5.2.2, fügen 2,4,6-Trimethylpyridin (356 ul, 2,7 mmol) zu jedem Fläschchen. Weiß Niederschläge sofort bilden. Tragen Sie die entsprechenden Aufhängung direktzu den basisch-Perlen (Spritze R und S in Schritt 5.2.3) so bald wie möglich und sie dann auf einem Schüttler unter 120 rpm für 2 h schütteln. Hinweis: Die Lösung in den Reaktoren Spritze sollte eine blasse gelbliche Suspension während des gesamten Verlaufs der Reaktion sein. Ein dunkler Farbe ist ein Anzeichen für übermäßige Wärme während der anfänglichen Zugabe der Säurechloridlösung freigesetzt. Dies kann durch weitere Abkühlung gelöst werden oder verdünnte Säuren die Brom / BTC-Mischung. </li></ol></li><li> Spritze B. Bromessigsäure Kupplung mit DIC <ol><li> Bereiten Sie eine frische 20 ml, 2 M Bromessigsäure / DMF-Lösung. Bereiten Sie eine 20 ml, 2 M DIC / DMF-Lösung. </li><li> 2 ml 2 M Bromessigsäure / DMF Lösung B Spritze, leicht schütteln. 2 ml 2 M DIC / DMF-Lösung zu B-Spritze, leicht schütteln. </li><li> Setzen Spritze B auf derselben Rüttler Spritze R und S </strong&gt;, Schütteln Sie sie für 2 Stunden. Beachten Sie, dass die Kopplungsreaktion Bromessigsäure / DIC wird innerhalb von 30 Minuten durchgeführt; längere Reaktionszeit für die Bequemlichkeit des Split-and-Pool-Synthese. </li></ol></li><li> Nach 2 Stunden, nehmen Spritze R, S und B aus dem Shaker. Waschen Sie alle drei Spritzen gründlich mit DCM 5x. Dann waschen mit DMF 5x. Beachten Sie, dass Spritze R und S kann mit DMF, bevor sie mit DCM oder THF zuerst gewaschen werden. </li><li> Pool alle Perlen aus Spritzen R, S und B in eine 12 ml Spritze Reaktor. Waschen Sie alle Perlen mit DMF 5x. </li><li> 10 ml von 1:1 DCM: DMF auf die Spritze; verwenden einen 1000 ul Pipette mit einer abgeschnittenen Pipettenspitze, alle Perlen gleichmäßig in 7 Einzel 2 ml Spritzen aufgeteilt, beschriften Sie als A1-A7. </li><li> Aminierung. Vorbereitung 10 ml, 2 M primären Amin / DMF-Lösungen für jeden der 7 Amine in Fig. 5 aufgeführt. 5 ml EACh Aminlösung in die entsprechende Spritze A1-A7. Inkubieren Alle 7 Spritzen in einer 60 ° C-Inkubator mit Schütteln über Nacht. </li><li> Nach der Inkubation, Waschen alle Perlen gründlich mit DMF. Nehmen Sie ein paar Perlen aus der Spritze und überprüfen Sie mit Chloranil-Test. Wenn die Perlen grün (positiv) innerhalb von 3 min, gehen Sie mit dem nächsten Schritt. Wenn negativ, wiederholen Sie Schritt 5.7 für die negativen Spritzen. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 5.1 bis 5.8 2x die Trimer abzuschließen. Optionaler Schritt: Nach jedem Zyklus, empfehlen wir, die Synthesequalität durch Massenspektroskopie zu überprüfen, wie unten beschrieben. Alle 9261 Verbindungen werden nun auf Tentagel Perlen als OBOC Bibliothek synthetisiert. </li><li> Massenspektroskopische Bestätigung der PTAs. PTAs sind sehr strukturiert Oligomere und besitzen viele gemeinsame Merkmale der N-methylierten Peptiden. Eines der häufigsten Probleme der Festphasensynthese von N-methylierten Peptide ist der Säureabbau während der TFA-Spaltung. Um Säureabbau, Spaltung von Molekülen wie Cyclosporin aus unterdrückenfesten Träger wird häufig bei niedrigen Temperaturen durchgeführt. Wir verglichen verschiedenen Spaltungsbedingungen für die Spaltung von verschiedenen PTA-Moleküle von dem festen Träger. Wir fanden, daß im allgemeinen niedrige Temperatur und vermindertem TFA Konzentration effektiv zu unterdrücken Säureabbau und bieten reiner Verbindungen. <ol><li> Bereiten Sie 10 ml 01.01 TFA / DCM-Lösung in einem 15-ml-Tube. Verschließen Sie den Schlauch und steckte es in einen -20 ° C Gefrierschrank für 20 min. </li><li> Die Perlen, die mit DCM 5x gespalten werden müssen waschen. Schütteln Sie die Perlen in DCM für 15 Minuten und waschen Sie die Perlen wieder mit DCM 5x. </li><li> Lassen Sie das DCM aus der Spritze. Verwenden Sie ein Lichtmikroskop und eine Pipette mit abgeschnittenen Spitze, jede einzelne Perle in eine 96-Well-Platte, eine Perle pro Vertiefung übertragen. </li><li> Decken Sie die 96-Well-Platte mit einem Deckglas. Legen Sie die Platte in einem -20 ° C Gefrierschrank für 15 min. </li><li> Nehmen Sie die gekühlt 01.01 TFA / DCM-Lösung aus Schritt 5.10.1 und fügen Sie 20 ul zu jedem der Brunnen, die eine Perle enthält. Legen Sie das Deckglas hin und put der 96-Well-Platte auf einem Schüttler in der -20 ° C Kühlschrank. </li><li> Schütteln für 20 min. Nehmen Sie die 96-Well-Platte heraus und ziehen Sie das Deckglas. Föhnen Sie das TFA / DCM aus jeder Vertiefung durch Einblasen von Luft oder Argon über sie. Wenn mehr als 10 Kügelchen abgespalten werden, kann ein Speedvac des TFA / DCM aus der gesamten Platte trocken verwendet werden. Man beachte, dass zu diesem Zeitpunkt nicht alle Verbindungen von den Kügelchen abgespalten, aber die gespaltenen Verbindungen sollen mehr als genug, um die Massenspektroskopie-Analyse durchzuführen. </li><li> In 20 ul 6.04 ACN: H 2 O-Lösung, um die abgespaltenen Verbindungen von jedem gut lösen. Finde 0,6 ul jeder Verbindungslösung zusammen mit 0,6 ul CHCA MALDI-Matrix auf der MALDI-Platte. </li><li> Verwenden von MALDI-Massenspektrometrie, um das Molekulargewicht und die Sequenz (MS / MS) der jeweiligen Verbindung zu bestimmen. </li></ol></li></ol> 6. Chloranil-Test <ol><li> Bereiten Sie die folgenden Reagenzien frisch für jeden Test. Lösung A: 2% Chloranil (CAS: 118-75-2) in DMF. LösungB: 2% Acetaldehyd (CAS: 75-07-0) in DMF. </li><li> Mischungs 100 ul der Lösung A mit 100 ul der Lösung B vor dem Test in einem 1,5 ml Röhrchen; fallen die Perlen in und schütteln. Wenn die Perlen blau innerhalb von 5 min, zeigt dies das Vorhandensein von sekundären Amins auf der Oberfläche der Kügelchen. Primäre Amine geben eine dunkelbraune Farbe, anstatt sich blau. </li></ol>

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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+peptoid+ribbon+secondary+structure.">A peptoid ribbon secondary structure.</a> Angewandte Chemie. 52, 5079-5084 (2013).</li><li>Gorske, B. C., Stringer, J. R., Bastian, B. L., Fowler, S. A., Blackwell, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+strategies+for+the+design+of+folded+peptoids+revealed+by+a+survey+of+noncovalent+interactions+in+model+systems.">New strategies for the design of folded peptoids revealed by a survey of noncovalent interactions in model systems.</a> J Am Chem Soc. 131, 16555-16567 (2009).</li><li>Stringer, J. R., Crapster, J. A., Guzei, I. A., Blackwell, H. 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S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+Facile+Solid-Phase+Synthesis+of+Conformationally+Constrained+Bicyclic+Peptoids.">Design and Facile Solid-Phase Synthesis of Conformationally Constrained Bicyclic Peptoids.</a> Organic Letters. 13, 5012-5015 (2011).</li><li>Gao, Y., Kodadek, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+Screening+of+Stereochemically+Diverse+Combinatorial+Libraries+of+Peptide+Tertiary+Amides.">Synthesis and Screening of Stereochemically Diverse Combinatorial Libraries of Peptide Tertiary Amides.</a> Chem Biol. 20, 360-369 (2013).</li><li>Urban, J., Vaisar, T., Shen, R., Lee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lability+of+N-alkylated+peptides+towards+TFA+cleavage.">Lability of N-alkylated peptides towards TFA cleavage.</a> Int J Pept Protein Res. 47, 182-189 (1996).</li><li>Rzuczek, S. G., Gao, Y., Tang, Z., Thornton, C. A., Kodadek, T., Disney, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Features+of+Modularly+Assembled+Compounds+That+Impart+Bioactivity+Against+an+RNA+Target.">Features of Modularly Assembled Compounds That Impart Bioactivity Against an RNA Target.</a> ACS Chemical Biology. 8 (10), 2312-2321 (2013).</li><li>Thern, B., Rudolph, J., Jung, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triphosgene+as+highly+efficient+reagent+for+the+solid-phase+coupling+of+N-alkylated+amino+acids&#8212;total+synthesis+of+cyclosporin+O.">Triphosgene as highly efficient reagent for the solid-phase coupling of N-alkylated amino acids&#8212;total synthesis of cyclosporin O.</a> Tetrahedron Letters. 43, 5013-5016 (2002).</li><li>Sleebs, M. M., Scanlon, D., Karas, J., Maharani, R., Hughes, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Total+Synthesis+of+the+Antifungal+Depsipeptide+Petriellin+A.">Total Synthesis of the Antifungal Depsipeptide Petriellin A.</a> J Org Chem. 76, 6686-6693 (2011).</li><li>Vaisar, T., Urban, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas-phase+fragmentation+of+protonated+mono-N-methylated+peptides.+Analogy+with+solution-phase+acid-catalyzed+hydrolysis.">Gas-phase fragmentation of protonated mono-N-methylated peptides. Analogy with solution-phase acid-catalyzed hydrolysis.</a> Journal of Mass Spectrometry. 33, 505-524 (1998).</li><li>Creighton, C. J., Romoff, T. T., Bu, J. H., Goodman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanistic+studies+of+an+unusual+amide+bond+scission.">Mechanistic studies of an unusual amide bond scission.</a> Journal of the American Chemical Society. 121, 6786-6791 (1999).</li><li>Sewald, N., Sewald, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient,+racemization-free+peptide+coupling+of+N-alkyl+amino+acids+by+using+amino+acid+chlorides+generated+in+situ--total+syntheses+of+the+cyclopeptides+cyclosporin+O+and+omphalotin+A.">Efficient, racemization-free peptide coupling of N-alkyl amino acids by using amino acid chlorides generated in situ--total syntheses of the cyclopeptides cyclosporin O and omphalotin A.</a> Angewandte Chemie (International ed. in English). 41, 4661-4663 (2002).</li><li>Astle, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seamless+Bead+to+Microarray+Screening:+Rapid+Identification+of+the+Highest+Affinity+Protein+Ligands+from+Large+Combinatorial+Libraries.">Seamless Bead to Microarray Screening: Rapid Identification of the Highest Affinity Protein Ligands from Large Combinatorial Libraries.</a> Chem Biol. 17, 38-45 (2010).</li><li>Strohalm, M., Kavan, D., Novak, P., Volny, M., Havlicek, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=mMass+3:+a+cross-platform+software+environment+for+precise+analysis+of+mass+spectrometric+data.">mMass 3: a cross-platform software environment for precise analysis of mass spectrometric data.</a> Anal Chem. 82, 4648-4651 (2010).</li></ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Peptide tertiäre Amide (PTA) sind eine Superfamilie von Peptidomimetikum Oligomere. Neben den gut untersuchten Peptide, Peptoide und N-methylierten Peptide, bleibt ein großer Teil der Verbindungen innerhalb dieser Familie under, majorly aufgrund des Fehlens von Syntheseverfahren, allgemeine N-alkylierte Peptide zuzugreifen. Hier beschreiben wir eine effiziente Methode, um PTAs mit chiraler Bausteine ​​von Aminosäuren abgeleitete synthetisieren. Zuvor haben wir berichtet, dass eine neue Unter Monomer Syntheseroute...

Peptidmimetika sind Verbindungen, die die Struktur von natürlichen Peptiden nachzuahmen. Sie sind für die biologische Aktivität behalten, während Überwindung einiger der Probleme mit natürlichen Peptiden, einschließlich der Zelldurchlässigkeit und Beständigkeit gegen Proteolyse 1-3 verbunden. Aufgrund der Natur dieser oligomeren Verbindungen können große Bibliotheken leicht durch synthetische monomere oder Unter monomeren Synthesewege 4-7 zugegriffen werden. Eine der am besten untersuchten Klassen von Peptidomimetics ist Peptoiden. Peptoide sind Oligomere von N-alkylierten Glycine, die leicht mit einer Unter Monomer-Strategie 8, 9 synthetisiert werden können. Viele nützliche Protein-Liganden wurden erfolgreich von Screening großer Bibliotheken synthetischer Peptoids gegen Protein-Targets 1, 10-14 identifiziert. Dennoch, &quot;Hits&quot; aus Peptoids Bibliotheken identifiziert archivieren selten sehr hohe Affinität zu Protein-Targets 1,10-14,22. Ein major Differenz zwischen Peptoide und natürliche Peptide ist, dass die meisten der Peptoide allgemeinen nicht die Fähigkeit, Sekundärstruktur aufgrund des Mangels an chirale Zentren und Konformationseinschränkungen bilden. Um dieses Problem zu lösen, wurden mehrere Strategien in den letzten zehn Jahren entwickelt, die sich stark auf die Änderung der in der Hauptkette Stickstoffatome enthalten 15-22 Seitenketten. Kürzlich haben wir einen neuen Syntheseweg für natürliche Aminosäureseitenketten an einer Peptoid-Hauptkette einzuführen, um Peptid tertiäre Amide 23 zu schaffen entwickelt. Peptid tertiäre Amide (PTA) sind eine Superfamilie von Peptidmimetika umfassen, sind aber nicht auf Peptide (R 2 = H), Peptoide (R 1 = H) und N-methylierten Peptide beschränkt (R 1 ≠ H, R 2 = Me) . (Siehe Fig. 1) Die Syntheseroute beschäftigt natürlich vorkommenden Aminosäuren als Quelle der Chiralität und Seitenketten an die45;-Kohlenstoff, und im Handel erhältlich primären Aminen zu N-Substitutionen bereitzustellen. Daher kann eine größere chemische Raum als der einfache Peptide, Peptoide oder N-methylierten Peptide untersucht werden. CD-Spektren haben gezeigt, dass PTA-Moleküle in Lösung sehr strukturiert. Charakterisierung eines der PTA-Protein-Komplexen zeigt deutlich, dass die Konformationseinschränkungen PTA zur Bindung erforderlich ist. Kürzlich haben wir auch entdeckt, dass einige der PTA-Moleküle besitzen eine verbesserte Zelldurchlässigkeit als ihre Gegenstücke und Peptid-Peptoid. Wir glauben, dass diese PTA-Bibliotheken können eine gute Quelle für hochaffine Liganden für Zielproteine ​​sein. In diesem Papier werden wir die Synthese einer Probe ein-Bead-one-Verbindung (OBOC) PTA-Bibliothek in Details zusammen mit einigen verbesserten Bedingungen für die Kupplung und die Spaltung dieser Verbindungen zu diskutieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="889">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">2,4,6 trimethylpyridine</td>
			<td style="width:169px;">ACROS</td>
			<td style="width:160px;">161950010</td>
			<td style="width:311px;">CAS:108-75-8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">2-morpholinoethanamine</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">06680&#160;</td>
			<td>CAS:2038-03-1&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">48% HBr Water solution</td>
			<td style="width:169px;">ALFA AESAR</td>
			<td style="width:160px;">AA14036AT</td>
			<td>CAS:10035-10-6</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Acetaldehyde</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">402788</td>
			<td>CAS:75-07-0&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Acetonitrile</td>
			<td style="width:169px;">Fisher</td>
			<td style="width:160px;">SR015AA-19PS</td>
			<td>CAS:75-05-8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Anhydrous Tetrahydrofuran (THF)</td>
			<td style="width:169px;">EMD</td>
			<td style="width:160px;">EM-TX0277-6&#160;</td>
			<td>CAS:109-99-9</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Benzylamine</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">185701</td>
			<td>CAS:100-46-9</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">bis(trichloromethyl) carbonate (BTC)</td>
			<td style="width:169px;">ACROS</td>
			<td style="width:160px;">258950050</td>
			<td>CAS:32315-10-9</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Bromoacetic acid</td>
			<td style="width:169px;">ACROS</td>
			<td style="width:160px;">106570010</td>
			<td>CAS:79-08-3</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Chloranil</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">23290</td>
			<td>CAS:118-75-2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Cyclohexanemethylamine</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">101842</td>
			<td>CAS:3218-02-8</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;">D2O</td>
			<td style="width:169px;">Cambridge Isotope</td>
			<td style="width:160px;">DLM-4-99.8-1000</td>
			<td>CAS:7789-20-0</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">D-alanine</td>
			<td style="width:169px;">Anaspec</td>
			<td style="width:160px;">61387-100</td>
			<td>CAS:338-69-2&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">Dichloromethane (DCM)</td>
			<td style="width:169px;">Fisher</td>
			<td style="width:160px;">BJ-NS300-20</td>
			<td>CAS:75-09-2</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">Dimethylformamide (DMF)</td>
			<td style="width:169px;">Fisher</td>
			<td style="width:160px;">BJ-076-4</td>
			<td>CAS:68-12-2</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">Ethylene glycol</td>
			<td style="width:169px;">Oakwood</td>
			<td style="width:160px;">44710</td>
			<td>CAS:107-21-1</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">Isopentylamine</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">W321907</td>
			<td>CAS:107-85-7</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">KBr</td>
			<td style="width:169px;">ACROS</td>
			<td style="width:160px;">424070025</td>
			<td>CAS:7758-02-3</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">L-alanine</td>
			<td style="width:169px;">Anaspec</td>
			<td style="width:160px;">61385-100</td>
			<td>CAS:56-41-7&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">3-Methoxypropylamine</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">M25007</td>
			<td>CAS:5332-73-0</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">2-Methoxyethylamine</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">143693</td>
			<td>CAS:109-85-3</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">N-(3-Aminopropyl)-2-pyrrolidinone</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">136565&#160;</td>
			<td>CAS:7663-77-6&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">N,N&#39;-Diisopropylcarbodiimide (DIC)</td>
			<td style="width:169px;">ACROS</td>
			<td style="width:160px;">115211000</td>
			<td>CAS:693-13-0</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA)</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">D125806</td>
			<td>CAS:7087-68-5</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;">NaNO2</td>
			<td style="width:169px;">ACROS</td>
			<td style="width:160px;">424340010</td>
			<td>CAS:7631-99-4</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:249px;">NAOD 40% solution in water</td>
			<td style="width:169px;">ACROS</td>
			<td style="width:160px;">200058-506</td>
			<td>CAS:7732-18-5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Piperidine</td>
			<td style="width:169px;">ALFA AESAR</td>
			<td style="width:160px;">A12442-AE</td>
			<td>CAS:110-89-4</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Piperonylamine</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">P49503&#160;</td>
			<td>CAS:2620-50-0</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Propylamine</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">240958</td>
			<td>CAS:107-10-8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Trifluoroacetic acid</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">299537</td>
			<td>CAS:76-05-1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">&#945;-Cyano-4-hydroxycinnamic acid&#160;</td>
			<td style="width:169px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">39468</td>
			<td>CAS:28166-41-8&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">&#945;-ketoglutarate</td>
			<td style="width:169px;">ALFA AESAR</td>
			<td style="width:160px;">AAA10256-22</td>
			<td style="width:311px;">CAS:328-50-7</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Tentagel Resin with RINK linker</td>
			<td style="width:169px;">Rapp-Polymere</td>
			<td style="width:160px;">S30023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Alanine transaminase</td>
			<td style="width:169px;">Roche</td>
			<td style="width:160px;">10105589001</td>
			<td>AKA: Glutamate-Pyruvate Transaminase (GPT)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Incubator</td>
			<td style="width:169px;">New Brunswick Scientific</td>
			<td style="width:160px;">Innova44</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">NMR</td>
			<td style="width:169px;">Bruker</td>
			<td style="width:160px;">400MHz</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">MALDI mass spectrometer</td>
			<td style="width:169px;">Applied Biosystems&#160;</td>
			<td style="width:160px;">4800 MALDI-TOF/TOF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Lyophilizer</td>
			<td style="width:169px;">SP Scientific</td>
			<td style="width:160px;">VirTis benchtop K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Syringe reactor</td>
			<td style="width:169px;">INTAVIS&#160;</td>
			<td style="width:160px;">Reaction Column</td>
			<td>3ml, 5ml, 10ml, 20ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Vacuum manifold&#160;</td>
			<td style="width:169px;">Promega</td>
			<td style="width:160px;">A7231</td>
			<td>Vac-Man</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

split-and-pool synthesis and characterization of peptide tertiary amide library

Peptidmimetica sind große Quellen von Protein-Liganden. Die oligomeren Natur dieser Verbindungen ermöglicht uns, große Kunstbibliotheken an fester Phase mit Hilfe kombinatorischen Chemie zugreifen. Eine der am besten untersuchten Klassen von Peptidomimetics ist Peptoiden. Peptoide sind leicht zu synthetisieren und haben gezeigt, dass die Proteolyse fest und zelldurchlässig sein. Im Laufe des letzten Jahrzehnts haben viele nützliche Protein-Liganden durch Screening von Peptoids Bibliotheken identifiziert worden. Allerdings sind die meisten der von Peptoids Bibliotheken identifizierten Liganden mit hoher Affinität nicht angezeigt werden, mit wenigen Ausnahmen. Dies kann daran liegen, zum Teil auf den Mangel an chirale Zentren und Konformationseinschränkungen in Peptoid-Molekülen. Kürzlich haben wir einen neuen Syntheseweg zu Peptid tertiäre Amide (PTA) zugreifen. PTA sind eine Superfamilie von Peptidmimetika umfassen, sind aber nicht auf Peptide, Peptoide und N-methylierten Peptide beschränkt. Mit Seitenketten sowohl α-Kohlenstoff-Hauptkette Stickstoffatome enthält,die Konformation dieser Moleküle stark durch sterische Hinderung und allylische 1,3-Stamm beschränkt. (Fig. 1) Unsere Studie legt nahe, dass diese PTA-Moleküle in Lösung stark strukturiert und kann verwendet werden, um Protein-Liganden zu identifizieren. Wir glauben, dass diese Moleküle eine zukünftige Quelle von hochaffinen Proteinliganden sein. Hier beschreiben wir die Synthesemethode die Kombination der Leistung der beiden Split-and-Pool-und Sub-Monomer-Strategien, um eine Probe einer Perlen ein-Verbindung (OBOC) Bibliothek der PTAs synthetisieren.

Hier zeigen wir drei repräsentative MALDI-Spektren von einer PTA-Trimer mit Linker. Wie in 6A gezeigt ist, bei der Verwendung von 50% TFA / DCM-Lösung bei Raumtemperatur abgespalten, wird ein signifikanter Abbau beobachtet. In 6A, Peak 593 und 484 entsprechen dem Linker und dem PTA-Trimer sind, zeigen, daß das gesamte Molekül wurde am Wulst synthetisiert, aber während der Spaltung abgebaut. Wenn unter niedrigen Temperaturbedingungen, wie oben beschrieben, gespalten, wird die Menge ...

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Split-and-pool Synthesis and Characterization of Peptide Tertiary Amide Library

Peptid tertiäre Amide (PTA) sind eine Superfamilie von Peptidmimetika umfassen, sind aber nicht auf Peptide, Peptoide und N-methylierten Peptide beschränkt. Hier beschreiben wir eine Synthesemethode, die sowohl Split-and-Pool-und Sub-Monomer-Strategien kombiniert, um eine ein-Bead-one-Verbindung Bibliothek von PTAs synthetisieren.

Split-and-Pool-Synthese und Charakterisierung von Peptid-Amid-Tertiär-Bibliothek

Peptidomimetics are great sources of protein ligands. The oligomeric nature of these compounds enables us to access large synthetic libraries on solid ...

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18.0K Aufrufe.  The Scripps Research Institute.  Peptid tertiäre Amide (PTA) sind eine Superfamilie von Peptidmimetika umfassen, sind aber nicht auf Peptide, Peptoide und N-methylierten Peptide beschränkt. Hier beschreiben wir eine Synthesemethode, die sowohl Split-and-Pool-und Sub-Monomer-Strategien kombiniert, um eine ein-Bead-one-Verbindung Bibliothek von PTAs synthetisieren. 

Serie: Split-and-pool Synthesis and Characterization of Peptide Tertiary Amide Library

Nucleoside Triphosphates - From Synthesis to Biochemical Characterization

The traditional strategy for the introduction of chemical functionalities is the use of solid-phase synthesis by appending suitably modified phosphoramidite precursors to the nascent chain. However, the conditions used during the synthesis and the restriction to rather short sequences hamper the applicability of this methodology. On the other hand, modified nucleoside triphosphates are activated building blocks that have been employed for the mild introduction of numerous functional groups into nucleic acids, a strategy that paves the way for the use of modified nucleic acids in a wide-ranging palette of practical applications such as functional tagging and generation of ribozymes and DNAzymes. One of the major challenges resides in the intricacy of the methodology leading to the isolation and characterization of these nucleoside analogues.
	
	In this video article, we present a detailed protocol for the synthesis of these modified analogues using phosphorous(III)-based reagents. In addition, the procedure for their biochemical characterization is divulged, with a special emphasis on primer extension reactions and TdT tailing polymerization. This detailed protocol will be of use for the crafting of modified dNTPs and their further use in chemical biology.

The protocol described herein aims to explain and abridge the numerous obstacles in the way of the intricate route leading to modified nucleoside triphosphates. Consequently, this protocol facilitates both the synthesis of these activated building-blocks and their availability for practical applications.

Nucleosidtriphosphaten - von der Synthese zur biochemischen Charakterisierung

The  traditional strategy for the introduction of chemical functionalities is the  use of solid-phase synthesis by appending suitably modified ...

Forschung

Chemie

Amide Coupling Reaction for the Synthesis of Bispyridine-based Ligands and Their Complexation to Platinum as Dinuclear Anticancer Agents

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. Isonicotinic acid, or its derivatives, are coupled to variable length diaminoalkane chains under an inert atmosphere in anhydrous DMF or DMSO with the use of a weak base, triethylamine, and a coupling agent, 1-propylphosphonic anhydride. The products precipitate from solution upon formation or can be precipitated by the addition of water. If desired, the ligands can be further purified by recrystallization from hot water. Dinuclear platinum complex synthesis using the bispyridine ligands is done in hot water using transplatin. The most informative of the chemical characterization techniques to determine the structure and gross purity of both the bispyridine ligands and the final platinum complexes is 1H NMR with particular analysis of the aromatic region of the spectra (7-9 ppm). The platinum complexes have potential application as anticancer agents and the synthesis method can be modified to produce trinuclear and other multinuclear complexes with different hydrogen bonding functionality in the bridging ligand.

This protocol describes the use of amide coupling reactions of isonicotinic acid and diaminoalkanes to form bridging ligands suitable for use in the synthesis of multinuclear platinum complexes, which combine aspects of the anticancer drugs BBR3464 and picoplatin.

Amid-Kupplung für die Synthese von Bispyridin basierten Liganden und ihre Komplexierung Platinum als zweikernige Antikrebsmittel

Amide coupling reactions can be used to synthesize bispyridine-based ligands for use as bridging linkers in multinuclear platinum anticancer drugs. ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and technological applications. Their signature property is their ultrahigh porosity, which however imparts a series of challenges when it comes to both constructing them and working with them. Securing desired MOF chemical and physical functionality by linker/node assembly into a highly porous framework of choice can pose difficulties, as less porous and more thermodynamically stable congeners (e.g., other crystalline polymorphs, catenated analogues) are often preferentially obtained by conventional synthesis methods. Once the desired product is obtained, its characterization often requires specialized techniques that address complications potentially arising from, for example, guest-molecule loss or preferential orientation of microcrystallites. Finally, accessing the large voids inside the MOFs for use in applications that involve gases can be problematic, as frameworks may be subject to collapse during removal of solvent molecules (remnants of solvothermal synthesis). In this paper, we describe synthesis and characterization methods routinely utilized in our lab either to solve or circumvent these issues. The methods include solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries, and materials activation (cavity evacuation) by supercritical CO2 drying. Finally, we provide a protocol for determining a suitable pressure region for applying the Brunauer-Emmett-Teller analysis to nitrogen isotherms, so as to estimate surface area of MOFs with good accuracy.

Synthesis, activation, and characterization of intentionally designed metal-organic framework materials is challenging, especially when building blocks are incompatible or unwanted polymorphs are thermodynamically favored over desired forms. We describe how applications of solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries and activation via supercritical CO2 drying, can address some of these challenges.

Synthese und Charakterisierung von funktionalisierten Metall-organische Gerüste

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

The Synthesis, Characterization and Reactivity of a Series of Ruthenium N-triphosPh Complexes

Herein we report the synthesis of a tridentate phosphine ligand N(CH2PPh2)3 (N-triphosPh) (1) via a phosphorus based Mannich reaction of the hydroxylmethylene phosphine precursor with ammonia in methanol under a nitrogen atmosphere. The N-triphosPh ligand precipitates from the solution after approximately 1 hr of reflux and can be isolated analytically pure via simple cannula filtration procedure under nitrogen. Reaction of the N-triphosPh ligand with [Ru3(CO)12] under reflux affords a deep red solution that show evolution of CO gas on ligand complexation. Orange crystals of the complex [Ru(CO)2{N(CH2PPh2)3}-&#954;3P] (2) were isolated on cooling to RT. The 31P{1H} NMR spectrum showed a characteristic single peak at lower frequency compared to the free ligand. Reaction of a toluene solution of complex 2 with oxygen resulted in the instantaneous precipitation of the carbonate complex [Ru(CO3)(CO){N(CH2PPh2)3}-&#954;3P] (3) as an air stable orange solid. Subsequent hydrogenation of 3 under 15 bar of hydrogen in a high-pressure reactor gave the dihydride complex [RuH2(CO){N(CH2PPh2)3}-&#954;3P] (4), which was fully characterized by X-ray crystallography and NMR spectroscopy. Complexes 3 and 4 are potentially useful catalyst precursors for a range of hydrogenation reactions, including biomass-derived products such as levulinic acid (LA). Complex 4 was found to cleanly react with LA in the presence of the proton source additive NH4PF6 to give [Ru(CO){N(CH2PPh2)3}-&#954;3P{CH3CO(CH2)2CO2H}-&#954;2O](PF6) (6).

The Synthesis, Characterization and Reactivity of a Series of Ruthenium N-triphosPh Complexes

Ruthenium phosphine complexes are widely used for homogeneous catalytic reactions such as hydrogenations. The synthesis of a series of novel tridentate ruthenium complexes bearing the N-triphos ligand N(CH2PPh2)3 is reported. Additionally, the stoichiometric reaction of a dihydride Ru&#8211;N-triphos complex with levulinic acid is described.

Die Synthese, Charakterisierung und Reaktivität von einer Serie von Ruthenium<em&gt; N</em&gt; -triphos<sup&gt; Ph</sup&gt; Komplexe

Herein we report the synthesis of a tridentate phosphine ligand N(CH2PPh2)3 (N-triphosPh) (1) via a phosphorus based Mannich reaction of the ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large extinction coefficients which can be tuned across the visible spectrum. Research into the plasmonic enhancement of optical transitions has become popular, due to the possibility of altering and in some cases improving photo-absorption or emission properties of nearby chromophores such as molecular dyes or quantum dots. The electric field of the plasmon can couple with the excitation dipole of a chromophore, perturbing the electronic states involved in the transition and leading to increased absorption and emission rates. These enhancements can also be negated at close distances by energy transfer mechanism, making the spatial arrangement of the two species critical. Ultimately, enhancement of light harvesting efficiency in plasmonic solar cells could lead to thinner and, therefore, lower cost devices. The development of hybrid core/shell particles could offer a solution to this issue. The addition of a dielectric spacer between a gold nanoparticles and a chromophore is the proposed method to control the exciton plasmon coupling strength and thereby balance losses with the plasmonic gains. A detailed procedure for the coating of gold nanoparticles with CdS and ZnS semiconductor shells is presented. The nanoparticles show high uniformity with size control in both the core gold particles and shell species allowing for a more accurate investigation into the plasmonic enhancement of external chromophores.

The synthesis of uniform gold nanoparticles coated with semiconductor shells of CdS or ZnS is performed. The semiconductor coating is conducted by first depositing a silver sulfide shell and exchanging the silver cations for zinc or cadmium cations.

Synthese, Charakterisierung und Funktionalisierung von Hybrid Au / CdS und Au / ZnS Kern / Schale-Nanopartikel

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Development of a Backbone Cyclic Peptide Library as Potential Antiparasitic Therapeutics Using Microwave Irradiation

Protein-protein interactions (PPIs) are intimately involved in almost all biological processes and are linked to many human diseases. Therefore, there is a major effort to target PPIs in basic research and in the pharmaceutical industry. Protein-protein interfaces are usually large, flat, and often lack pockets, complicating the discovery of small molecules that target such sites. Alternative targeting approaches using antibodies have limitations due to poor oral bioavailability, low cell-permeability, and production inefficiency.
Using peptides to target PPI interfaces has several advantages. Peptides have higher conformational flexibility, increased selectivity, and are generally inexpensive. However, peptides have their own limitations including poor stability and inefficiency crossing cell membranes. To overcome such limitations, peptide cyclization can be performed. Cyclization has been demonstrated to improve peptide selectivity, metabolic stability, and bioavailability. However, predicting the bioactive conformation of a cyclic peptide is not trivial. To overcome this challenge, one attractive approach it to screen a focused library to screen in which all backbone cyclic peptides have the same primary sequence, but differ in parameters that influence their conformation, such as ring size and position.
We describe a detailed protocol for synthesizing a library of backbone cyclic peptides targeting specific parasite PPIs. Using a rational design approach, we developed peptides derived from the scaffold protein Leishmania receptor for activated C-kinase (LACK). We hypothesized that sequences in LACK that are conserved in parasites, but not in the mammalian host homolog, may represent interaction sites for proteins that are critical for the parasites&#39; viability. The cyclic peptides were synthesized using microwave irradiation to reduce reaction times and increase efficiency. Developing a library of backbone cyclic peptides with different ring sizes facilitates a systematic screen for the most biological active conformation. This method provides a general, fast, and facile way to synthesize cyclic peptides.

A simple and general method for the synthesis of cyclic peptides using microwave irradiation is outlined. This procedure enables the synthesis of backbone cyclic peptides with a collection of different conformations while retaining the side chains and the pharmacophoric moieties., and therefore, allows to screen for the bioactive conformation.

Entwicklung eines Backbone zyklische Peptid-Bibliothek als potentielle Antiparasiten Therapeutics unter Mikrowellenbestrahlung

Protein-protein interactions (PPIs) are intimately involved in almost all biological processes and are linked to many human diseases. Therefore, there is ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

Synthese und Charakterisierung von supramolekularen Kolloid-

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Synthesis and Characterization of Fe-doped Aluminosilicate Nanotubes with Enhanced Electron Conductive Properties

The goal of the protocol is to synthesize Fe-doped aluminosilicate nanotubes of the imogolite type with the formula (OH)3Al2-xFexO3SiOH. Doping with Fe aims at lowering the band gap of imogolite, an insulator with the chemical formula (OH)3Al2O3SiOH, and at modifying its adsorption properties towards azo-dyes, an important class of organic pollutants of both wastewater and groundwater.
Fe-doped nanotubes are obtained in two ways: by direct synthesis, where FeCl3 is added to an aqueous mixture of the Si and Al precursors, and by post-synthesis loading, where preformed nanotubes are put in contact with a FeCl3&#8226;6H2O aqueous solution. In both synthesis methods, isomorphic substitution of Al3+ by Fe3+ occurs, preserving the nanotube structure. Isomorphic substitution is indeed limited to a mass fraction of ~1.0% Fe, since at a higher Fe content (i.e., a mass fraction of 1.4% Fe), Fe2O3 clusters form, especially when the loading procedure is adopted. The physicochemical properties of the materials are studied by means of X-ray powder diffraction (XRD), N2 sorption isotherms at -196 &#176;C, high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), diffuse reflectance (DR) UV-Vis spectroscopy, and &#950;-potential measurements. The most relevant result is the possibility to replace Al3+ ions (located on the outer surface of the nanotubes) by post-synthesis loading on preformed imogolite without perturbing the delicate hydrolysis equilibria occurring during nanotube formation. During the loading procedure, an anionic exchange occurs, where Al3+ ions on the outer surface of the nanotubes are replaced by Fe3+ ions. In Fe-doped aluminosilicate nanotubes, isomorphic substitution of Al3+ by Fe3+ is found to affect the band gap of doped imogolite. Nonetheless, Fe3+ sites on the outer surface of nanotubes are able to coordinate organic moieties, like the azo-dye Acid Orange 7, through a ligand-displacement mechanism occurring in an aqueous solution.

Here, we present a protocol to synthesize and characterize Fe-doped aluminosilicate nanotubes. The materials are obtained by either sol-gel synthesis upon addition of FeCl3&#8226;6H2O to the mixture containing the Si and Al precursors or by post-synthesis ionic exchange of preformed aluminosilicate nanotubes.

Synthese und Charakterisierung von Fe-dotierten Aluminosilikatgerüststoffe Nanoröhrchen mit Enhanced Electron leitenden Eigenschaften

The goal of the protocol is to synthesize Fe-doped aluminosilicate nanotubes of the imogolite type with the formula (OH)3Al2-xFexO3SiOH. Doping with Fe ...

Facile Protocol for the Synthesis of Self-assembling Polyamine-based Peptide Amphiphiles (PPAs) and Related Biomaterials

Polyamine-based Peptide Amphiphiles (PPAs) are a new class of self-assembling amphiphilic biomaterials-related to the peptide amphiphiles (PAs). Traditional PAs possess charged amino acids as solubilizing groups (lysine, arginine), which are directly connected to a lipid segment or can contain a linker region made of neutral amino acids. Tuning the peptide sequence of PAs can yield diverse morphologies. Similarly, PPAs possess a hydrophobic segment and neutral amino acids, but also contain polyamine molecules as water solubilizing (hydrophilic) groups. As is the case with PAs, PPAs can also self-assemble into diverse morphologies, including small rods, twisted nano-ribbons, and fused nano-sheets, when dissolved in water. However, the presence of both primary and secondary amines on a single polyamine molecule poses a significant challenge when synthesizing PPAs. In this paper, we show a simple protocol, based on literature precedents, to achieve a facile synthesis of PPAs using solid phase peptide synthesis (SPPS). This protocol can be extended to the synthesis of PAs and other similar systems. We also illustrate the steps that are needed for cleavage from the resin, identification, and purification.

Facile Protocol for the Synthesis of Self-assembling Polyamine-based Peptide Amphiphiles PPAs and Related Biomaterials

The synthesis of polyamine-based peptide amphiphiles (PPAs) is a significant challenge due to the presence of multiple amine nitrogens, which requires judicious use of protecting groups to mask these reactive functionalities. In this paper, we describe a facile method for the preparation of these new class of self-assembling molecules.

Facile Protokoll für die Synthese von selbst zusammenbauen Polyamin-basierte Peptid Amphiphilen (PPA) und der damit verbundenen Biomaterialien

Polyamine-based Peptide Amphiphiles (PPAs) are a new class of self-assembling amphiphilic biomaterials-related to the peptide amphiphiles (PAs). ...

Synthesis and Characterization of 1,2-Dithiolane Modified Self-Assembling Peptides

This report focuses on the synthesis of an N-terminus 1,2-dithiolane modified self-assembling peptide and the characterization of the resulting self-assembled supramolecular structures. The synthetic route takes advantage of solid-phase peptide synthesis with the on-resin coupling of the dithiolane precursor molecule, 3-(acetylthio)-2-(acetylthiomethyl)propanoic acid, and the microwave-assisted thioacetate deprotection of the peptide N-terminus before final cleavage from the resin to yield the 1,2-dithiolane modified peptide. After the high-performance liquid chromatography (HPLC) purification of the 1,2-dithiolane peptide, derived from the nucleating core of the A&#946; peptide associated with Alzheimer&#39;s disease, the peptide is shown to self-assemble into cross-&#946; amyloid fibers. Protocols to characterize the amyloid fibers by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), circular dichroism spectroscopy (CD) and transmission electron microscopy (TEM) are presented. The methods of N-terminal modification with a 1,2-dithiolane moiety to well-characterized self-assembling peptides can now be explored as model systems to develop post-assembly modification strategies and explore dynamic covalent chemistry on supramolecular peptide nanofiber surfaces.

A protocol for the synthesis of a 1,2-dithiolane modified peptide and the characterization of the supramolecular structures resulting from the peptide self-assembly.