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Method Article
펩타이드 차 아미드 (학부모 교사 협의회)를 포함하지만, 펩티드, peptoids 및 N-메틸화 펩티드에 국한되지 않습니다 펩티 도미 메틱의 슈퍼 패밀리입니다. 여기에서 우리는 학부모 교사 협의회의 한 구슬 한 화합물 라이브러리를 합성하는 분할과 풀과 하위 단량체 전략을 결합 합성 방법을 설명합니다.
펩티 단백질 리간드의 좋은 소스입니다. 이들 화합물의 올리고머 자연 조합 화학을 사용하여 고체 상태에 큰 합성 라이브러리에 액세스하는 가능하게한다. 펩티 도미 메틱의 가장 잘 공부 클래스 중 하나는 peptoids입니다. Peptoids는 합성하기 쉽고 단백질 분해를 방지하고 세포 투과성 것으로 표시되었습니다. 지난 10 년간 많은 유용한 단백질의 리간드는 펩 토이 드 라이브러리의 검사를 통해 확인되었습니다. 그러나, 펩 토이 드 라이브러리에서 확인 된 리간드의 대부분은 드문 예외를 제외하고, 높은 선호도를 표시하지 않습니다. 이것은 펩 토이 드 분자 내에 키랄 중심과 구조적 제약의 부족 때문에, 부분적으로 기인 할 수있다. 최근에, 우리는 펩타이드 차 아미드 (학부모 교사 협의회)에 액세스 할 수있는 새로운 합성 경로를 설명했다. 학부모 교사 협의회는 포함하지만, 펩티드, peptoids 및 N-메틸화 펩티드에 국한되지 않습니다 펩티 도미 메틱의 슈퍼 패밀리입니다. α-탄소 및 주쇄에 질소 원자를 모두에 측쇄와,이러한 분자의 형태는 크게 sterical 방해하고 알릴 1,3 변형에 의해 제한됩니다. (도 1) 우리의 연구는 이러한 PTA 분자 높게 용액으로 구성되는 단백질 리간드를 식별하기 위해 사용될 수 있음을 시사한다. 우리는이 분자가 높은 친 화성 단백질의 리간드의 미래 원천이 될 수 있다고 생각합니다. 여기에서 우리는 샘플 학부모 교사 협의회의 1 구슬 한 화합물 (OBOC) 라이브러리를 합성하는 분할과 풀과 하위 단량체 전략 모두의 힘을 결합하는 합성 방법을 설명합니다.
펩티 천연 펩티드의 구조를 모방하는 화합물이다. 이들은 단백질 분해 1-3 대 세포 투과성과 안정성을 포함한 천연 펩티드와 관련된 몇 가지 문제를 극복하면서 생리 활성을 유지하도록 설계된다. 때문에 이들 화합물의 올리고머 성격, 큰 합성 라이브러리는 쉽게 단량체 또는 하위 단량체 합성 경로 4-7를 통해 액세스 할 수 있습니다. 펩티 도미 메틱의 가장 공부 클래스 중 하나는 peptoids입니다. Peptoids는 서브 단량체 전략 (8, 9)를 이용하여 용이하게 합성 할 수있는 N-알킬화 글리신의 올리고머이다. 많은 유용한 단백질의 리간드가 성공적으로 단백질 표적 1, 10 ~ 14에 대한 큰 합성 펩 토이 드 라이브러리를 스크리닝에서 확인되었습니다. 그럼에도 불구하고, 펩 토이 드 라이브러리에서 확인 된 "히트"거의 단백질 표적 1,10-14,22으로 매우 높은 친화력을 보관하지 않습니다. 한 엄마조 peptoids 천연 펩티드 간의 차이 peptoids의 대부분은 일반적으로 인해 키랄 중심과 구조적 제약 부족 이차 구조를 형성하는 능력이 부족하다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해, 여러 전략은 크게 주쇄 질소 원자 15-22에 함유 측쇄의 변형 예에 초점을 지난 10 년에 걸쳐 개발되었다. 최근에는 펩티드 급 아미드 (23)를 생성하는 펩 토이 드 골격 상 천연 아미노산 측쇄를 도입하는 신규 합성 루트를 개발했다.
펩타이드 차 아미드 (학부모 교사 협의회)를 포함하지만 펩티드 (R 2 = H), peptoids (R 1 = H) 및 N-메틸화 펩티드에 국한되지 않습니다 펩티 도미 메틱의 최고 가족입니다 (R 1 ≠ H는, R 2 나를 =) . 우리의 합성 경로는 자연에 키랄성 (chirality)와 사이드 체인의 소스로 아미노산을 발생 채택하여 (그림 1 참조)45, 탄소, 및 N-치환을 제공하는 상용 급 아민. 따라서, 간단한 펩티드 peptoids 또는 N-메틸화 펩티드보다 큰 화학 공간 탐구 할 수있다. 원 편광 이색 스펙트럼은 PTA 분자가 높은 솔루션으로 구성되어 나타났습니다. PTA-단백질 복합체의 하나의 특성은 명확하게 PTA의 구조적 제약 조건이 바인딩에 필요한 것을 보여줍니다. 최근에, 우리는 또한 PTA 분자 중 일부는 자신의 펩 토이 드 펩타이드에 비해 개선 된 세포 투과성을 가지고 것을 발견했습니다. 우리는이 PTA 라이브러리 단백질 표적에 대한 높은 친 화성 리간드의 좋은 원천이 될 수 있다고 생각합니다. 이 논문에서, 우리는 샘플 이들 화합물의 결합 및 분해에 대한 몇 가지 개선 조건과 함께 세부 사항에 하나의 구슬 한 화합물 (OBOC) PTA 라이브러리의 합성을 설명합니다.
1. 분할 및 풀 합성의 기초
효율적 고상 다수의 화합물을 생성하기 위해서, 분할 및 풀 합성은 종종 일반적인 전략으로서 채용된다. 도 4에 도시 된 바와 같이, tentagel 비즈는 세 부분으로 우선 분할이다. 각 부분은 비드의 첫번째 잔기를 생성, 다른 시약과 반응시킨다. 첫 번째 반응 후, 세 가지 부분은 함께 풀링 혼합 한 다음 세 부분으로 다시 분할됩니다. 각 부분은 다시 비즈에 제 잔류 물을 생성하는 다른 시약과 반응 할 것이다. 두 개의 분할 및 풀 단계 후, 아홉 화합물이 생성된다.
서브 단량체 합성, 비드 제 커플 링제의 존재하에 브로 다른 아미노산과 반응 몇개의 부분으로 분할된다. 용매로 세척 한 후, 모든 구슬은 또 다른 반응하는 여러 부분으로 나누어, 함께 혼합 풀링됩니다주 아민. 아 민화 후, 모든 구슬 함께 풀링 각 구슬에 대한 전체 단량체를 완료, 철저하게 세척. 원하는 다이버 시티에 도달 될 때까지이 프로세스는 반복 될 수있다.
천연 아미노산의 산 브로마이드 2. 준비
.. 산 브로마이드와 주 아민이 아 민화 (그림 2)의 1 커플 링 : 서브 단량체 합성, 각 단량체의 합성은 두 개의 단계로 나누어 져 있습니다. 펩티드 급 아미드를 합성하기 위해서는, 알파 탄소 상 측쇄를 가진 키랄 산 브로마이드는 천연 아미노산으로부터 제조 될 것이다. 여기에서 우리는 높은 스테레오 충실도와 상응하는 산 브로마이드에 천연 아미노산을 변환하는 방법을 설명합니다. 우리는 예로서 알라닌을 사용; 세린, 트레오닌, 아스파르트 산, 글루탐산, 아스파라긴, 글루타민, 글리신, 발린, 이소 로이신 등 다른 아미노산은 페닐알라닌 또한 유사한 컨디셔닝 시스템 하에서 브로 류로 변형 될 수있다NS. 페놀, 구아니딘과 같은 아민 관능기를 가진 아미노산의 일부가 변형하기 전에 보호되어야 할 필요가 있음을 주목해라. 반응 셋업은도 3에 도시된다.
안전주의 사항 : HBr로 나노 2 및 다른 부식성 / 독성 화학 물질, 안전 고글, 실험실 코트, 및 내 화학성 장갑 등 적절한 안전 장비를 포함하는 다음과 같은 반응이 필요하십시오. 모든 반응은 경험이 화학자에 의해 흄 후드에서 수행해야합니다.
트랜스 아미나 제를 사용하여 알라닌 3. 동위 원소 라벨링
조합 라이브러리 합성, 특히 한 비드 한 화합물 (OBOC) 라이브러리의 분할 및 풀 합성 각 비드로부터 얻을 수있다 화합물의 양은 상대적으로 작다. (일반적으로 1 pmol의 nmol의 10 행). 또한, 질량 스펙트럼에서 널리 인해 고감도로 최종 화합물의 동정 및 특성화에 사용된다. PTA 최종 제품의 키랄 중심에서의 절대 입체 화학을 결정하기 위하여 질량 분석계를 사용하기 위해, 브로 모 산 거울상 이성질체 동위 원소이어야pically 사용하기 전에 레이블. 여기에서 우리는 레이블 L-알라닌 트랜스 아미나 제 및 D 2 O를 사용하는 방법에 대해 설명합니다.
펩 토이 드 링커 지역의 4. 합성
링커 영역은 PTA 라이브러리 합성에 필요하지 않습니다. 그러나, MALDI 질량 분광법의 저 분자량 범위 (100-600)에서 하이 백을 피하고 화합물의 이온화를 개선하기 위해, 다 극성 잔기와 펩 토이 링커가 종종 사용된다. 이 린 펩 토이 드KER 표준 펩 토이 합성 과정을 통해 합성 할 수있다. (그림 5 참조) 여기서 우리는 링커로 N-메 톡시 에틸 글리신의 펜타 머를 합성한다.
. (R)와 PTA 라이브러리 플리트 앤 풀 합성 - 및 (S) -2 - 브로 모 산
여기에서 우리는 단계 4.8에서 구슬의 1g을 사용하여 9,261 화합물의 이론적 다양성 작은 PTA 라이브러리의 합성을 설명합니다. 90 μm의 tentagel 구슬 그램 당 약 290 만 비즈가 포함되어 있습니다; 따라서의 중복라이브러리는 2.9 × 10 6 / 9,261 = 312 복사 될 것입니다. 우리는 아 민화에 대한 (자세한 내용은 그림 5 참조, A1 ~ A7) 산, 그리고 7 개의 다른 아민 (S) 표시 브로 모 아세트산, (R) -2 - bromopropanoic 및 동위 원소-2-bromopropanoic 산 D 4를 사용합니다. 주사기 반응기 및 진공 매니 폴드 합성을 수행하는 데 사용될 것이다.
6. 클로 라닐 테스트
여기에서 우리는 링커와 PTA 트리머에서 세 대표 MALDI 스펙트럼을 보여줍니다. 도 6a에 도시 된 바와 같이 50 % TFA / DCM 용액을 사용하여 실온하에 절단 될 때, 상당한 저하가 관찰된다. 그림 6a에, 593 피크와 484은 전체 분자가 성공적으로 구슬에 합성하지만 분열하는 동안 저하 된 것을 보여 각각 링커와 PTA 트리머에 해당합니다. 전술 한 바와 같이, 저온 조건에서 절단?...
펩타이드 차 아미드 (학부모 교사 협의회)는 펩티 올리고머의 슈퍼 패밀리입니다. 잘 공부 펩타이드, peptoids 및 N-메틸화 펩티드 게다가,이 가족 내에서 화합물의 큰 부분은 할 majorly 때문에 일반적으로 N-알킬화 펩타이드 액세스 할 수있는 합성 방법의 부족으로 understudied 아르 남아있다. 여기에서 우리는 아미노산에서 파생 된 키랄 빌딩 블록과 학부모 교사 협의회를 합성하는 효율적인 방법을 설?...
저자는 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.
저자는 가치있는 도움 박사 Jumpei 모리모토 박사 토드 도란에게 감사의 말씀을 전합니다. 이 작품은 NHLBI (NO1-HV-00242)에서 계약에 의해 지원되었다.
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 | 400 MHz | |
MALDI mass spectrometer | Applied Biosystems | 4800 MALDI-TOF/TOF | |
Lyophilizer | SP Scientific | VirTis benchtop K | |
Syringe reactor | INTAVIS | Reaction Column | 3 ml, 5 ml, 10 ml, 20 ml |
Vacuum manifold | Promega | A7231 | Vac-Man |
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