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Method Article
ペプチドの第三級アミド(PTAは)が含まれるが、ペプチド、ペプトイドおよびN-メチル化ペプチドに限定されないが、ペプチドミメティックのスーパーファミリーである。ここでのPTAの1ビーズ1化合物ライブラリーを合成するためにスプリット·アンド·プールとサブモノマー戦略の両方を組み合わせた合成法を記載している。
ペプチド模倣物は、タンパク質リガンドの大源である。これらの化合物のオリゴマー性質は、コンビナトリアルケミストリーを使用して固相に大きな合成ライブラリにアクセスすることを可能にします。ペプチド模倣の中で最もよく研究されたクラスの一つは、ペプトイドです。ペプトイドは、合成が容易であり、タンパク質分解耐性及び細胞透過性であることが示されている。過去10年間、多くの有用なタンパク質リガンドは、ペプトイドライブラリーのスクリーニングによって同定されている。しかし、ペプトイドライブラリーから同定されたリガンドのほとんどは稀な例外を除いて、高い親和性を表示しません。これは、ペプトイド分子中のキラル中心およびコンホメーションの制約の欠如に一部起因し得る。最近では、ペプチドの第三級アミド(PTAは)にアクセスするための新しい合成経路を説明した。 PTAはとしては、ペプチド、ペプトイドおよびN-メチル化ペプチドに限定されないが、ペプチド模倣体のスーパーファミリーである。 α-炭素主鎖窒素原子の両方の側鎖を有する、これらの分子の立体構造が大幅に立体障害及びアリル1,3歪みによって制約されます。 ( 図1)我々の研究は、これらのPTA分子が溶液中で高度に構造化されており、タンパク質リガンドを同定するために使用され得ることを示唆している。我々は、これらの分子は、高親和性タンパク質リガンドの将来の源となり得ると考えています。ここでは、サンプルのPTAの1ビーズ1化合物(OBOC)ライブラリを合成するスプリット·アンド·プールやサブモノマー戦略の両方のパワーを組み合わせた合成方法が記載されている。
ペプチド模倣体は、天然ペプチドの構造を模倣する化合物である。それらは、タンパク質分解1-3に対する細胞透過性および安定性を含む天然ペプチドに関連する問題のいくつかを克服しながら生物活性を保持するように設計されている。により、これらの化合物のオリゴマー性質のために、大規模な合成ライブラリーは、容易に単量体またはサブ単量体の合成経路4-7を介してアクセスすることができます。ペプチド模倣の最も研究されたクラスの一つは、ペプトイドです。ペプトイドは、サブモノマー戦略8,9を用いて容易に合成することができるN-アルキルグリシンのオリゴマーである。多くの有用なタンパク質リガンドが正常タンパク質標的1、10月14日に対する大規模な合成ペプトイライブラリーをスクリーニングから同定されている。それにもかかわらず、トイドライブラリーから同定"ヒット"はめったにタンパク質標的1,10-14,22に対して非常に高い親和性をアーカイブしません。一ミリアンペアJORペプトイドおよび天然ペプチドとの差がペプトイドのほとんどは、一般的に起因キラル中心およびコンホメーションの制約の欠如のために二次構造を形成する能力を欠いていることである。この問題を解決するために、複数の戦略は、主に主鎖の窒素原子上に含まれる15-22側鎖の修飾に着目し、過去十年間にわたって開発された。最近、我々は、ペプチドの第三級アミド23を作成するためにペプトイド骨格に天然のアミノ酸側鎖を導入するための新規合成経路を開発した。
ペプチドの第三級アミド(PTAは)としては、ペプチド(R 2 = H)、ペプトイド(R 1 = H)とN-メチル化ペプチドに限定されないが、ペプチドミメティックのスーパーファミリーである(R 1≠Hで、R 2 = Me で ) 。 ( 図1参照)我々の合成経路上のキラリティーおよび側鎖の供給源として天然に存在するアミノ酸を使用する45、炭素、およびN-置換を提供するために、市販の第一アミン。したがって、単純なペプチド、ペプトイドまたはN-メチル化ペプチドよりも大きな化学的空間を探求することができる。円二色性スペクトルは、PTA分子が高度に溶液中で構造化されて示されている。 PTA-タンパク質複合体の一つの特徴付けは、明らかにPTAのコンホメーションの制約は、結合に必要であることを示している。最近、我々はまた、PTA分子のいくつかは、それらのペプトイドおよびペプチド対応物よりも改善された細胞透過性を有することを発見した。我々は、これらのPTAライブラリはタンパク質標的に対する高親和性リガンドの良い情報源であることができると信じています。本論文では、これらの化合物の結合と切断のためのいくつかの改良の条件に沿って細部のサンプル1ビーズ1化合物(OBOC)PTAライブラリの合成を説明します。
1。スプリット·アンド·プール合成の基礎
効率的に固相上の多数の化合物を生成するために、スプリット·アンド·プール合成は、しばしば一般的な戦略として採用される。 図4に示すように、テンタゲルビーズは三つの部分への最初の分割である。各部分はビーズ上の最初の残基を生成する別の試薬と反応させる。最初の反応の後、3つのすべての部分が、一緒にプールし、混合し、再び3つの部分に分割される。各部分は、再度、ビーズ上の第2の残留物を生成し、別の試薬と反応する。 2分割し、プールの工程を経て、9化合物が生成されます。
サブモノマー合成において、ビーズは、第一のカップリング試薬の存在下で異なるブロモ酸と反応させるためにいくつかの部分に分割される。溶媒で洗浄した後、全てのビーズは再び異なると反応させるためにいくつかの部分に分け、一緒に混合されプールされる第一級アミン。アミノ化後、すべてのビーズは一緒にプールされ、各ビーズ上の完全な単量体を完成、十分に洗浄した。所望の多様性に到達するまで、このプロセスを繰り返すことができる。
天然アミノ酸から酸臭化物の2。準備
。酸臭化物および第一級アミンと2アミノ化( 図2)の1カップリング:サブモノマー合成において、各モノマーの合成は、2つの別々のステップに分割される。ペプチドの第三級アミドを合成するために、α炭素の側鎖を有するキラル酸臭化物は、天然アミノ酸から調製される。ここでは、高忠実度のステレオ対応する酸臭化物に天然アミノ酸を変換する方法を記載している。ここでは、例としてアラニンを使用;セリン、スレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、グリシン、バリン、イソロイシン、フェニルアラニンを含む他のアミノ酸も同様のconditio下でブロモ酸に変換することができるNS。フェノール、グアニジンおよびアミンのような官能基を有するアミノ酸のいくつかは、形質転換前に保護する必要があることに留意されたい。反応セットアップを図3に示す。
安全上の注意:HBrを、ナノ2やその他の腐食性/有毒化学物質、安全メガネ、白衣、および化学薬品耐性の手袋のような、適切な安全装置を含む以下の反応が必要とされるため。全ての反応は、経験豊富な化学者によってドラフト内で実施されるべきである。
トランスアミナーゼを使用したアラニンの3。同位体標識
コンビナトリアルライブラリー合成において、特に1ビーズ1化合物(OBOC)ライブラリのスプリット·アンド·プール合成において、各ビーズから得ることができる化合物の量は比較的小さい。 (一般的に1 pmolのナノモル〜10)。さらに、質量分析法が広く、その高い感度に起因する最終化合物の同定および特徴付けのために使用される。最終のPTA生成物のキラル中心での絶対立体化学を決定するために質量分析を使用するために、臭素酸の鏡像異性体であるべきであるisotopically使用前にラベルされた。ここでは、ラベルL-アラニントランスアミナーゼおよびD 2 Oを使用する方法を記載している。
ペプトイドリンカー領域の4の合成
リンカー領域は、PTAライブラリー合成に必要とされない。しかしながら、MALDI質量分析法のより低い分子量範囲(100〜600)で高いバックグラウンドを回避し、化合物のイオン化を向上させるために、複数の極性残基を有するペプトイドリンカーが用いられることが多い。これは、LINのペプトイドケルは、標準的なペプトイド合成手順によって合成することができる。ここでは、( 図5に示すように)リンカーとしてN-メトキシエチルグリシンの五量体を合成するであろう。
図5スプリット·アンド·プール(R)とのPTAライブラリーの合成 - および(S)-2 - ブロモプロピオン酸
ここでは、ステップ4.8からビーズ1グラムを使用した9261化合物の理論的多様性を持つ小さなPTAライブラリの合成を記載している。 90ミクロンのTentaGelビーズはグラム当たり約290万ビーズが含まれていることに注意してください。そのための冗長性ライブラリは、2.9×10 6/9261 = 312のコピーになります。私たちは、アミノ化のため(詳細は図5を参照して、A1〜A7)酸、および7異なるアミンとして、(S)ラベルブロモ酢酸、(R)-2 -ブロモプロパンおよび同位-2 -ブロモプロパン酸-D 4を使用します。注射器及び真空マニホールドは、合成を実行するために使用される。
6。クロラニル試験
ここでは、リンカーとPTAトリマーから3つの代表的なMALDIスペクトルを示している。 図6Aに示すように、50%TFA / DCM溶液を用いて室温下で切断された場合に、有意な分解が観察される。 図6Aに、593ピークと484は、それぞれのリンカーとPTAトリマーに対応し、分子全体が正常にビーズ上で合成が、切断時に分解されたことを示している。上記のように低温条件下で開裂す?...
ペプチドの第三アミド(PTAは)ペプチド模倣オリゴマーのスーパーファミリーである。よく研究されたペプチド、ペプトイドおよびN-メチル化ペプチドに加えて、このファミリー内の化合物の大部分がすぎなかったため、一般的なN-アルキル化ペプチドをアクセスするための合成法がないために、代役のまま。ここでは、アミノ酸由来のキラルビルディングブロックとのPTAを合成する効率的な...
著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。
著者らは、貴重な援助のために博士順平森本博士トッドドーランに感謝したいと思います。この作品は、NHLBI(NO1-HV-00242)からの契約によってサポートされていました。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2,4,6 trimethylpyridine | ACROS | 161950010 | CAS:108-75-8 |
2-morpholinoethanamine | Sigma-Aldrich | 06680 | CAS:2038-03-1 |
48% HBr Water solution | ALFA AESAR | AA14036AT | CAS:10035-10-6 |
Acetaldehyde | Sigma-Aldrich | 402788 | CAS:75-07-0 |
Acetonitrile | Fisher | SR015AA-19PS | CAS:75-05-8 |
Anhydrous Tetrahydrofuran (THF) | EMD | EM-TX0277-6 | CAS:109-99-9 |
Benzylamine | Sigma-Aldrich | 185701 | CAS:100-46-9 |
bis(trichloromethyl) carbonate (BTC) | ACROS | 258950050 | CAS:32315-10-9 |
Bromoacetic acid | ACROS | 106570010 | CAS:79-08-3 |
Chloranil | Sigma-Aldrich | 23290 | CAS:118-75-2 |
Cyclohexanemethylamine | Sigma-Aldrich | 101842 | CAS:3218-02-8 |
D2O | Cambridge Isotope | DLM-4-99.8-1000 | CAS:7789-20-0 |
D-alanine | Anaspec | 61387-100 | CAS:338-69-2 |
Dichloromethane (DCM) | Fisher | BJ-NS300-20 | CAS:75-09-2 |
Dimethylformamide (DMF) | Fisher | BJ-076-4 | CAS:68-12-2 |
Ethylene glycol | Oakwood | 44710 | CAS:107-21-1 |
Isopentylamine | Sigma-Aldrich | W321907 | CAS:107-85-7 |
KBr | ACROS | 424070025 | CAS:7758-02-3 |
L-alanine | Anaspec | 61385-100 | CAS:56-41-7 |
3-Methoxypropylamine | Sigma-Aldrich | M25007 | CAS:5332-73-0 |
2-Methoxyethylamine | Sigma-Aldrich | 143693 | CAS:109-85-3 |
N-(3-Aminopropyl)-2-pyrrolidinone | Sigma-Aldrich | 136565 | CAS:7663-77-6 |
N,N'-Diisopropylcarbodiimide (DIC) | ACROS | 115211000 | CAS:693-13-0 |
N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) | Sigma-Aldrich | D125806 | CAS:7087-68-5 |
NaNO2 | ACROS | 424340010 | CAS:7631-99-4 |
NAOD 40% solution in water | ACROS | 200058-506 | CAS:7732-18-5 |
Piperidine | ALFA AESAR | A12442-AE | CAS:110-89-4 |
Piperonylamine | Sigma-Aldrich | P49503 | CAS:2620-50-0 |
Propylamine | Sigma-Aldrich | 240958 | CAS:107-10-8 |
Trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | 299537 | CAS:76-05-1 |
α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid | Sigma-Aldrich | 39468 | CAS:28166-41-8 |
α-ketoglutarate | ALFA AESAR | AAA10256-22 | CAS:328-50-7 |
Tentagel Resin with RINK linker | Rapp-Polymere | S30023 | |
Alanine transaminase | Roche | 10105589001 | AKA: Glutamate-Pyruvate Transaminase (GPT) |
Incubator | New Brunswick Scientific | Innova44 | |
NMR | Bruker | 400MHz | |
MALDI mass spectrometer | Applied Biosystems | 4800 MALDI-TOF/TOF | |
Lyophilizer | SP Scientific | VirTis benchtop K | |
Syringe reactor | INTAVIS | Reaction Column | 3ml, 5ml, 10ml, 20ml |
Vacuum manifold | Promega | A7231 | Vac-Man |
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