Name: enzymatic cascade reactions for the synthesis of chiral amino alcohols from l-lysine
Uploaded: 2018-02-16T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 14 s
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저자는 유익한 토론에 대 한 베로 니 크 드 Berardinis와 알랭 Perret, 크리스틴 Pellé, 및 기술 지원에 대 한 페 기 Sirvain 감사합니다.

1. 효소 준비
<ol><li>표현 하 고 앞에서 설명한26으로 단백질 정화. 참고: 재조합 단백질 다음 최종 농도와 가져온: αKAO에서 Catenulispora acidiphila, UniProtKB ID: C7QJ42 (KDO1), 1.35 mg/mL; C. pinensis, UniProtKB ID에서에서 αKAO: C7PLM6 (KDO2), 2.29 mg/mL; PLP-Dc에서 S. rumirantium, UniProtKB ID: O50657 (LDCSrum), 셀 무료 12.44 mg/mL;에서 총 효소 추출 PLP-DC에서 C. pinensis, UniProtKB ID: C7PLM7 (DCCpin), 2.62 mg/mL.</li>
</ol>2입니다. 솔루션의 준비
참고: 아래의 모든 솔루션 이온된 수에 준비가 되어 있습니다.
<ol><li>HEPES 버퍼, pH 7.5;의 1 M를 준비 5 m NaOH의 조정. 참고: pH 조정 단계 동안 얼굴 보호 (P280), 눈 보호, 보호복, 보호 장갑 착용. 눈 (P338 P305, P351,)와 접촉, 여러 분 제거 콘택트 렌즈 가능 하면 물으로 조심 스럽게 씻어. 세 정을 계속 하 고 즉시 독극물 센터나 의사 (P310) 전화. P 코드 예방 문 참조 (위험 클래스 및 카테고리; 참조, 예를 들어, pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ghs/).</li>
	<li>100 m m L-리 신, 100 mM (5S) 준비-hydroxy-L-리 신, 150 m m α-ketoglutaric 산, 100mm 나트륨 하는데, 10mm 암모늄 iron(II) 황산 염 hexahydrate (모어 소금), 100mm pyridoxal 5-인산 염 (PLP), 및 100 m m dithiothreitol (DTT).</li>
	<li>1 M, 2 M, 그리고 37 %HCl 솔루션 (approximatively 12 M 솔루션), 염 산 (HCl)의 6 분 2.1에 설명 된 대로 동일한 안전 지침에 따라 준비 합니다. 참고: α-ketoglutaric 산, 나트륨 하는데, 및 암모늄 iron(II) 황산 염 hexahydrate의 솔루션 이루어져야 합니다 신선한 사용 당일. 실 온에서 몇 달 동안 리 솔루션을 저장할 수 있습니다. PLP 솔루션 4 ° c.에 한 달 동안 저장 될 수 있다 DTT 솔루션-20 ° c.에 한 달 동안 저장 될 수 있다</li>
</ol>3. 분석 규모 반응
<ol><li>5 (R)의 decarboxylation 반응에 대 한 방법 개발-hydroxy-L-리 신<ol>
<li>11 µ L HEPES 버퍼 pH 7.5의 1 M 솔루션의 추가 (최종 농도 50 m m) 2 mL microtube 하. 다음, 100 mM (5S)의 22 µ L을 추가-hydroxy-L-리 신 (최종 농도 10 m m), 2.2 100mm PLP의 µ L (최종 농도 1 m m), 및 2.2 µ L 100 mM DTT의 (최종 농도 1 m m). 참고: 경우 LDCSrum와 반응, DTT의 추가 필요 하지 않습니다.</li>
		<li>순화 PLP DC를 추가 (최종 농도 0.1 mg/mL). H2O 220 µ L의 최종 볼륨에 대 한 완전 한.</li>
		<li>3 h 300 rpm에서 야외에서 열린 뚜껑으로 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어. 참고: 반응 매체의 좋은 산소를 하면 야외에서 열린 뚜껑으로 반응 혼합물을 떨고. 따라서 반응 미디어에 산소 거품 필요가 있다.</li>
		<li>6 단계에 설명 된 반응 모니터링 절차에 따라 분석 반응 혼합물의 10 µ L를 수집 합니다. 샘플은 가급적 derivatized 및 샘플링 후 직접 분석.</li>
	</ol>
</li>
	<li>결합 한 hydroxylation 단계 PLP DC에 의해 촉매 decarboxylation와 αKAO에 의해 촉매 작용을 미치는 효소 캐스케이드 반응 위한 방법 개발<ol>
<li>11 µ L HEPES 버퍼 pH 7.5의 1 M의 추가 (최종 농도 50 m m) 2 mL microtube 하. 다음, α-ketoglutaric 산의 150 m m의 22 µ L을 추가 (최종 농도 15 m m), 5.5 µ L의 나트륨 하는데 100 m m의 (최종 농도 2.5 m m), 22 모어의 10 m m의 µ L의 소금 (최종 농도 1 m m), 그리고 L-리 신의 100 m m의 22 µ L (최종 농도 10 m m).</li>
		<li>H2O 단계 3.2.3에서에서 추가 될 효소 솔루션의 볼륨을 고려해 220 µ L의 최종 볼륨에 대 한 완전 한.</li>
		<li>대상된 regioselectivity에 따라 필요한 정화 αKAO 효소 추가: 위치 C-4 L-리 신에 대 한 위치 C-3 또는 KDO2에에서 hydroxylation에 대 한 KDO1. 정제 효소의 최종 농도 (0.05-0.5 mg/mL) 3 h approximatively에 완전 한 변환 수 있도록 결정 했다.</li>
		<li>3 h 300 rpm에서 야외에서 열린 뚜껑으로 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어.</li>
		<li>2.2 µ L PLP의 100 mM의 추가 (최종 농도 ~ 1 m m) 및 DTT의 100 mM의 2.2 µ L (최종 농도 ~ 1 m m). 참고: 경우 LDCSrum와 반응, DTT의 추가 필요 하지 않습니다.</li>
		<li>18 h LDC: 완전 한 변환 사용 농도에 순화 된 PLP DC를 추가Srum 0.1 mg/ml KDO1, 및 DCCpin 0.5 mg/mL의 대략적인 최종 농도에서 캐스케이드 반응에 대 한 대략적인 최종 농도 KDO2와 캐스케이드 반응입니다.</li>
		<li>18 h 300 rpm에서 야외에서 열린 뚜껑으로 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어.</li>
		<li>3.1.4 단계와 모니터링 절차를 실행 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>PLP DC에 의해 촉매 decarboxylation와 αKAOs에 의해 촉매 두 hydroxylation 단계를 결합 하 여 효소 캐스케이드 반응 위한 방법 개발<ol>
<li>단계 3.2.1-3.2.2를 실행 합니다.</li>
		<li>0.05 mg/mL의 최종 농도에 KDO1를 추가 합니다. 3 h 300 rpm에서 야외에서 열린 뚜껑으로 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어.</li>
		<li>0.5 mg/mL, 초기 반응 볼륨을 사용 하 여 계산의 대략적인 최종 농도에 KDO2를 추가 합니다. 18 h 300 rpm에서 야외에서 열린 뚜껑으로 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어.</li>
		<li>3.2.5 단계를 실행 합니다.</li>
		<li>0.5 mg/mL, 초기 반응 볼륨을 사용 하 여 계산의 대략적인 최종 농도에서 순화 PLP DC DCCpin 을 추가 합니다. 18 h 300 rpm에서 야외에서 열린 뚜껑으로 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어.</li>
		<li>3.1.4 단계와 모니터링 절차를 실행 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 반 대리점 한 냄비 Biocatalytic 반응
참고: 효소 반응 노천 250 mL 유리 10 ml 전체 볼륨에 대 한 삼각 플라스 크에에서 0.1 mmol의 L-리 신에 수행 됩니다.
<ol><li>Monohydroxylated 유도체의 합성<ol>
<li>1 M HEPES 버퍼, pH 7.5의 0.5 mL을 추가 (최종 농도 50 m m) 플라스 크에. 다음, 100 m L-리 신 m 1 개 mL를 추가 (최종 농도 10 m m), 150 m m α-ketoglutaric 산의 1 mL (최종 농도 15 m m), 100 mM 나트륨 하는데의 0.25 mL (최종 농도 2.5 m m), 그리고 10 mM 모어의 1 mL의 소금 (최종 농도 1 m m).</li>
		<li>H2O 10 mL, 4.1.3 단계에서 추가 될 효소 솔루션의 볼륨을 고려의 마지막 볼륨에 대 한 완전 한.</li>
		<li>대상된 regioselectivity에 따라 필요한 정화 αKAO 효소 추가: 0.075 m g/l L-리 신의 위치 C-4 0.5 mg/mL의 최종 농도에서 C-3 또는 KDO2 위치에 hydroxylation의 최종 농도에 KDO1. 정제 효소의 최종 농도 3 h approximatively에 완전 한 변환 수 있도록 결정 했다.</li>
		<li>적절 한 기간 동안 300 rpm에서 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어. 때 완료 된 hydroxylation 반응 (반응 프로토콜 모니터링에 대 한 6 단계에 자세히 설명 하는 모든 단계를 실행 하는)를 나타냅니다 반응 모니터링, 4.1.5 단계로 진행 합니다. 전형적인 반응 시간은 3 h 이다.</li>
		<li>ΑKAO 반응 혼합물에 100mm PLP의 100 µ L를 추가 (최종 농도 ~ 1 m m). 그런 다음, 100 mM DTT의 100 µ L를 추가 (최종 농도 ~ 1 m m), LDCSrum사용 하는 경우를 제외 하 고.</li>
		<li>순화 PLP-DC 추가: LDCSrum KDO1 또는 KDO2와 캐스케이드 반응에 대 한 0.5 mg/mL의 대략적인 최종 농도에서 DCCpin 캐스케이드 반응에 대 한 0.05 mg/mL의 대략적인 최종 농도에서.</li>
		<li>실내 온도에, 18 h 300 rpm, 반응 혼합물을 흔들어 고 직접 단계 4.3에에서 대 한 자세한 단계를 계속 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Dihydroxylated 유도체의 합성<ol>
<li>1 M HEPES 버퍼, pH 7.5의 0.5 mL을 추가 (최종 농도 50 m m), 100 m L-리 신 m의 1 mL (최종 농도 10 m m), 150 m m α-ketoglutaric 산의 1 mL (최종 농도 15 m m), 100 mM 나트륨 하는데의 0.25 mL (최종 농도 2.5 m m) 그리고 10 mM 모어의 1 mL의 소금 (최종 농도가 1 m m). H2O 10 mL, 4.2.2 단계에서 추가 될 효소 솔루션의 볼륨을 고려의 마지막 볼륨에 대 한 완전 한.</li>
		<li>0.075 mg/mL의 최종 농도에 KDO1를 추가 합니다. 적절 한 기간 동안 300 rpm에서 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어.</li>
		<li>때 완료 된 hydroxylation 반응 나타냅니다 반응 모니터링 (프로토콜을 모니터링 하는 반응에 대 한 6 단계 참조), 4.2.5 단계로 진행. 전형적인 반응 시간은 3 h 이다.</li>
		<li>150 m m α-ketoglutaric 산의 1 mL를 추가 (최종 농도 15 m m), 100 mM 나트륨 하는데의 0.25 mL (최종 농도 2.5 m m), 그리고 10 mM 모어의 1 mL의 소금 (최종 농도 1 m m).</li>
		<li>0.5 mg/mL, 초기 반응 볼륨을 사용 하 여 계산의 대략적인 최종 농도에 KDO2를 추가 합니다. 18 h 300 rpm에서 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어.</li>
		<li>때 완료 된 dihydroxylation 반응 나타냅니다 반응 모니터링 (프로토콜을 모니터링 하는 반응에 대 한 6 단계 참조), 4.2.7 단계로 진행. 전형적인 반응 시간은 18 h 이다.</li>
		<li>DTT의 100 m m의 100 µ L를 추가 (최종 농도 ~ 1 m m), LDCSrum사용 하는 경우를 제외 하 고.</li>
		<li>0.5 mg/mL, 초기 반응 볼륨을 사용 하 여 계산의 대략적인 최종 농도에서 순화 된 DCCpin 을 추가 합니다.</li>
		<li>18 h 300 rpm에서 실 온에서 반응 혼합물을 흔들어.</li>
	</ol>
</li>
	<li>냉각<ol>
<li>얼음 목욕에서 250 mL 유리 삼각 플라스 크를 배치 하 여 반응 혼합물을 식혀.</li>
		<li>신중 하 게, approximatively 1 분, 0.25 mL 6 M HCl 수동으로 부드럽게 흔들어 냉각된 반응 혼합물의 이상 추가 합니다. 2.1 단계에서 설명한 대로 동일한 안전 지침을 따르십시오.</li>
		<li>50 mL 원뿔 바닥 원심 분리기로 산 성 혼합물 튜브 전구, 파스퇴르 피 펫 장비는 유리를 사용 하 여 전송 다음 1680 x g와 15 분 동안 4 ° C에서 원심.</li>
		<li>철회는 상쾌한 고 250 mL 둥근 바닥 플라스 크에 옆으로 계속.</li>
		<li>펠 릿을 포함 하는 원뿔 바닥 원심 분리기 튜브에 이온을 제거 된 물 10 mL를 추가 합니다. 다시는 펠 릿을 일시 중단 하는 소용돌이.</li>
		<li>1680 x g에서 원심 분리기, 4 ° C, 15 분.</li>
		<li>철회는 상쾌한 고 첫 번째 상쾌한 (4.3.4 단계)를 포함 하 250 mL 둥근 바닥 플라스 크에 추가 합니다.</li>
		<li>소용돌이, 지속적인 손으로 수집된 supernatants 액체 질소에는 플라스 크의 침수로 고정 하 고 벤치탑 매니폴드 녹고에서 물자를 방지 하기 위해 동결 건조 기에 플라스 크를 즉시 전송.</li>
		<li>완료 된 후 동결 과정 (야간), 동결 건조 기에서 플라스 크를 제거 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. 정화 조 효소 반응 혼합물에서 아미노 알콜의
<ol><li>이온 교환 수 지<ol>
<li>수성 0.1 m HCl (approximatively 4 mL)의 최소 금액에 동결된 제품을 용 해 고체 입자는 더 이상 벌 거 벗은 눈을 볼 수 때까지.</li>
		<li>방출 대기압에서 1 M HCl (4 열 볼륨) 0.1 뒤 여는 술 폰 산 기능 그룹 양이온 교환 수 지, 유리 열 (20 x 250 m m)에 200-400 메쉬 조건 M HCl (4 열 볼륨; 열 볼륨 10 mL =).</li>
		<li>신중 하 게 사용 하 여 1000 µ L micropipette 유리 열 벽에 수 지의 상단에 샘플을 로드 합니다. 다음, 린스 조 제품을 포함 하는 원뿔 바닥 원심 분리기 튜브 세 번 1 mL 0.1 M HCl 용액 당의 세척와 같은 방법으로 열에 결과 린스 볼륨을 로드.</li>
		<li>비-선형으로 elute 그라데이션: 4 열 양의 0.1 M HCl, 4 열 양의 물, 4 열 양의 5% NH4오, 4 열 양의 10% NH4오, 4 열 양의 15% NH4오, 4 열 양의 20% NH4오 4 열 양의 25% NH4오 및 마지막으로 4 열 28% NH4오의.</li>
		<li>HPLC에 의해 정화 모니터링 (6 단계 참조).</li>
		<li>수영장 분수 화합물 (NH4오 20-28%)를 포함 하 고 단계 4.3.8-4.3.9에 설명 된 대로 freeze-dry. 참고: 이온 교환 열 이온 물 차입 물 (approximatively 50 mL) 1 m HCl의 50 mL와 함께 방출 하 여 가공 뒤의 중립화로 차입 후 다시 수 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>SPE<ol>
<li>H3포4/water (20 µ L/mL)의 2 ml approximatively 동결된 화합물 solubilize</li>
		<li>장소는 혼합된 모드 양이온 교환 SPE 6 mL-카트리지 추출 매니폴드에 물 펌프에 연결. 매니폴드에서 제공 하는 감압에서 메탄올의 조건 4 mL를 통해 여 카트리지. H3의 4 mL를 통해 포4/water (20 µ L/mL) 여 카트리지를 equilibrate.</li>
		<li>유리 열 벽에 수 지의 상단에 1000 µ L micropipette를 사용 하 여 카트리지에 샘플을 로드 하 고 세 번 세척 당 H3포4/water (20 µ L/mL)의 0.75 mL와 함께 제품을 포함 하는 유리병을 씻어. 같은 방법으로 열에 결과 린스 볼륨을 로드 합니다.</li>
		<li>매니폴드, 2%의 4 mL를 제공한 감소 압력 방출 하 여 카트리지를 씻어 HCOOH 물, 그리고 물 4 mL와 함께. NH4물에서 오의 그라데이션으로 elute (4% NH4오에서에서 시작 각 차입에 대 한 4 mL: 10%, 15%, 15%, 20%, 및 28%).</li>
		<li>6 단계에 설명 된 프로토콜을 모니터링 하는 반응에 따라 각 분수를 분석 하 여 HPLC에 의해 정화를 모니터링 합니다. 자외선 (UV) 크로마에 따르면 순수 원하는 파생 상품을 포함 하는 모든 분수를 유지 하 고 5.2.6 단계로 진행.</li>
		<li>수영장 원하는 포함 된 분수 100 mL 둥근 바닥 플라스 크에 복합, 물으로 분수를 포함 하는 튜브를 헹 구 고 린스 볼륨 100 mL을 추가 둥근 바닥 플라스 크.</li>
		<li>40 ° C에서 온도 물 목욕 주전자를 장착 하 고 10 mbar에서 진공 펌프에 연결 된 회전 증발 기를 사용 하 여 감소 압력에서 용 매를 제거 합니다.</li>
		<li>물의 최소 볼륨에서 솔리드를 solubilize 고 무게 25 mL 둥근 바닥 플라스 크에 솔루션을 전송. 린스 물 최소 볼륨으로 플라스 크 25 mL 플라스 크에 린스 볼륨을 추가 하 고 5.2.9 단계로 진행.</li>
		<li>정화 제품 무게 하 고 수익률을 계산 합니다.</li>
		<li>고체 입자는 더 이상 벌 거 벗은 눈을 볼 수 때까지 2 m HCl의 최소 볼륨에서 정화 제품을 녹이 고 단계 4.3.8-4.3.9에 설명 된 대로 freeze-dry. 참고: 아미노 알콜 민감한 화합물 및 그들의 염 산 염 소금으로 유지 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. 반응 모니터링 및 제품 분석
<ol><li>기판 및 HPLC 분석에 앞서 제품의 derivatization 참고: 기판 및 제품 증가 그들의 UV 컬럼에 detectivity 방향족 유도체로 derivatized를 해야 합니다. 1-플 루 오로-2, 4-dinitrobenzene (DNFB) 사용 했습니다. 각 샘플은 derivatization 직후는 HPLC에 주입 했다.<ol>
<li>효소 반응 및 전송의 10 µ L 1.5 mL microtube 가져가 라. 에탄올에 0.25 m NaHCO3 수성 해결책의 10 µ L, 에탄올, 100 µ L 및 DNFB 솔루션의 2.5 mg/mL의 30 µ L를 추가 합니다.</li>
		<li>microtube 닫고 1000 rpm에서 65 ° C에서 1 시간에 대 한 결과 솔루션을 흔들어. 10 µ L로 끄다 1 M HCl의.</li>
		<li>0.22 μ m 기 공 크기 친수성 polyvinylidene 불 소 (PVDF) 막 1 mL 루어 주사기를 사용 하 여 4 m m 직경 비 멸 균 주사기 필터를 통해 필터링.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Derivatized 아미노산 분리의 모든 시스템을 사용 하 여 dioxygenase 반응의 모니터링을 수행 합니다. 이 프로토콜 dinitrobenzene (DNB) 발 색 단 그룹27여 derivatized 아미노산의 자외선 탐지를 포함 한다.<ol>
<li>유통 silyl endcapping 반전된 단계 열 (5 µ m, 3 x 150 m m)와 C18와 HPLC를 맞습니다.</li>
		<li>(과) eluent B C18 열 equilibrate (MeCN + 0.1 %TFA) eluent A (H2O + 0.1 %TFA) (approximatively 20 열 볼륨에 해당) 15 분 동안 35 ° C의 1 mL/min 흐름 속도로.</li>
		<li>10 µ L derivatized 반응 혼합물의 주입 (단계 6.1 참조) HPLC C18 열에. MeCN, 0.1 %TFA / H2O와 0.1%의 혼합물을 사용 하 여 선형 그라데이션으로 eluent로 TFA (9 분, 온도 35 ° C에에서과 하 비과 흐름 1 mL/min).</li>
		<li>UV 탐지 400 설정을 사용 하 여 크로마 열에 eluted 제품 분석 nm. DNB lysine은 일반적으로 약 6.5 분, hydroxylated DNB-신 약 5.5 분, DNB-신 약 4.2 분, dihydroxylated 및 DNB-aminodiol 약 5.3 분을 elutes.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. NMR 분석의 정화 아미노 알콜
<ol><li>D2O 정화 아미노 알콜 분해 (700 µ L) 핵 자기 공명 (NMR) 튜브를 솔루션을 전송.</li>
	<li>1H 및 13C NMR 스펙트럼에 따라 적절 한 NMR 시설 프로토콜28습득.</li>
</ol>

<ol>
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Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectroscopy Available from: <a target="_blank" href="https://www.jove.com/science-education/5680/nuclear-magnetic-resonance-nmr-spectroscopy">https://www.jove.com/science-education/5680/nuclear-magnetic-resonance-nmr-spectroscopy</a> (2017)</li><li>Hibi, M., Ogawa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+and+biotechnology+applications+of+aliphatic+amino+acid+hydroxylases+belonging+to+the+Fe(II)/alpha-ketoglutarate-dependent+dioxygenase+superfamily.">Characteristics and biotechnology applications of aliphatic amino acid hydroxylases belonging to the Fe(II)/alpha-ketoglutarate-dependent dioxygenase superfamily.</a> Appl. Microbiol. 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J., Phillips, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phylogenetic+diversity+and+the+structural+basis+of+substrate+specificity+in+the+beta/alpha-barrel+fold+basic+amino+acid+decarboxylases.">Phylogenetic diversity and the structural basis of substrate specificity in the beta/alpha-barrel fold basic amino acid decarboxylases.</a> J. Biol. Chem. 282 (37), 27115-27125 (2007).</li><li>Porter, J. L., Rusli, R. A., Ollis, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+Evolution+of+Enzymes+for+Industrial+Biocatalysis.">Directed Evolution of Enzymes for Industrial Biocatalysis.</a> ChemBiochem. 17 (3), 197-203 (2016).</li></ol>

저자는 공개 없다.

카이 랄 아미노 알콜 및 파생 상품 유기 합성 제약 치료에 대 한 카이 랄 조력자에서 응용 프로그램의 넓은 범위가 있다. 아미노 알콜 기존의 유기 합성에 의해 생산을 위한 다단계 합성 수많은, 하지만 않을 수 있습니다 항상 효율적인 입체 화학16의 민감한 컨트롤과 함께 지루한 보호/deprotection 단계. Biocatalytic 접근 보호/deprotection 단계 dispenses 이며 일반적으로 매우 stereoselective ?...

Biocatalysis 제공 하는 혜택에도 불구 하 고 합성 경로 또는 총 biocatalytic 노선 biocatalytic 단계의 통합 주로 효소 키네틱 해상도 제한 남아 있습니다. 이러한 노선 비대칭 화학 효소 합성의 첫 번째 단계로 널리 사용 되었습니다 하지만 높은 stereoselectivity,12,3 기능 그룹 interconversions에 더 많은 가능성을 제공 하는 biocatalysis . 또한, biocatalytic 반응 비슷한 조건에서 실시 하 고로 그것은 가능한 한 냄비 패션4,5에서 캐스케이드 반응을 수행 하 따라서.
카이 랄 아미노 알콜은 보조 또는 유기 합성6공중 발판으로 사용 하기 위해 다양 한 분자. 아미노 알콜 moiety 이차 대사 산물 및 활성 제약 성분 (API)에 자주 발견 된다. 기본 β-아미노 알콜 랄 γ-아미노 알콜에는 기존의 화학 합성, 하지만 액세스 하 여 해당 α 아미노 산에서 쉽게 사용할 수 또는 보조 아미노 알콜은 종종 민감한 함께 지루한 합성 경로 필요 입체 화학7,8,,910의 제어 합니다. 그것의 높은 stereoselectivity 때문에 biocatalysis이 카이 랄 빌딩 블록11,12,,1314우수한 합성 경로 제공할 수 있습니다.
우리는 이전 diastereoselective 효소 hydroxylation 철 (II)의 dioxygenases에 의해 촉매에 의해 합성의 모노-및 디-hydroxy-L-lysines를 보고 / α-ketoacid-종속 oxygenase 가족 (αKAO) (그림 1)15. 특히, KDO1 dioxygenase-hydroxy 파생 (4R) 하면서 (1)-(3S)의 형성을 catalyzes L-리 신에서 시작, 파생 (2) KDO2 dioxygenase 가진 반응에 의해 형성 된다. KDO1와 KDO2에 의해 연속 regiodivergent hydroxylations-dihydroxy-L (3R, 4R)의 형성으로 이어질-광학적으로 순수한 형태로 lysine (3). 그러나,이 효소의 제한 된 기판 범위 α-아미노 그룹의 위치에 carboxylic 산 moiety 활동16를 위해 근본적으로 간단한 아민의 hydroxylation에 특히 화학 합성에 큰 사용률을 방해 한다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56926/56926fig1.jpg"> 그림 1: L-리 신 Biocatalytic 변환. (3S)으로 변환-hydroxy-L-리 신 (1) KDO1 dioxygenase;에 의해 촉매 (4R)-hydroxy-L-리 신 (2) KDO2 dioxygenase;에 의해 촉매 그리고 (3R, 4R)-dihydroxy-L-리 신 (3) 캐스케이드 반응 KDO1 및 KDO2 dioxygenases에 의해 연속적으로 촉매에 의해. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56926/56926fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
Decarboxylation 신진 대사17에 일반적인 반응입니다. 특히, 아미노산 Dc (EC 4.1.1) 공동 인자 없는 (pyruvoyl) 또는 PLP 의존 효소 이며 박테리아와 더 높은 유기 체18,19 에 해당 polyamines로 아미노산의 decarboxylation 촉매 , 20 , 21 , 22. hydroxylated cadaverine, L-리 신의 decarboxylation에 의해 얻은 diamine에 해당 하는 모노-및 dihydroxy 화합물 (그림 3) 4-7, 10,-11 . Cadaverine 화학 산업에 대 한 주요 빌딩 블록, 특히 폴 리아 미드와 폴리우레탄 중합체의 구성 요소입니다. 따라서,이 diamine 재생 가능 자원에서의 바이오 기반 생산 석유 기반 경로 대신 관심을 모으고 있다 그리고 다양 한 미생물이이 목적을 위해 설계 되어 있다. 이러한 대사 경로에서 lysine DC (LDC) 주요 효소 이다. LDC는 알라닌 racemase (AR) 구조 가족23에 속하는 PLP 의존 효소 이다. PLP 의존 Dc (PLP-DCs) 높은 기판 특정 알려져 있습니다. 그러나 몇 가지 효소 예를 들면 Selenomonas rumirantium (LDCSrum)에서 LDC로 L ornithine 및 L-리 신 아미노산으로 활성화 되 고 약간의 성행위의 기능을 소유 하는, 유사한 운동 상수에 대 한가 lysine과 ornithine decarboxylation24,25. 이 확장된 기질 특이성은이 효소 decarboxylation의 모노-및 디-hydroxy-L-리 신에 대 한 좋은 후보. 또한, Dc 찾을 신의 수 파생 상품으로 활성, 우리 인코딩 αKAO 효소 유전자의 genomic 컨텍스트를 검사 합니다. 실제로, prokaryotic 유전자에서 인코딩 효소 같은 생 합성 경로에 관여 하는 유전자는 일반적으로 공동 지역화 유전자 클러스터에. 공동 유전자 인코딩 putative PLP-DC (그림 2)와 지역화 ( Chitinophaga pinensis)에서 KDO2 유전자 발견. 반면, DC에 대 한 인코딩 없이 유전자 발견 되었습니다 KDO1 dioxygenase의 게놈 컨텍스트를 분석할 때. C. pinensis (DCCpin)에서 PLP DC 단백질 따라서 캐스케이드 반응의 decarboxylation 단계를 촉매를 유망한 후보자로 선정 되었다.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56926/56926fig2.jpg"> 그림 2: C. pinensis에 KDO2 유전자의 Genomic 맥락. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56926/56926fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
따라서, 우리는 dioxygenases 및 아미노산 (그림 3)에서 지방 족 랄 β-및 γ-아미노 알콜의 합성을 달성 하기 위해 Dc 효소 캐스케이드 반응 설계. 이전 보고는 αKAO에 의해 촉매 C H 산화 총 diastereoselectivity;와 hydroxy 대체 stereogenic 센터 소개 Cβ/γ 카이랄성 아미노산 moiety16의 Cα 탄소에만 영향을 줍니다 decarboxylative 단계에서 유지 됩니다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56926/56926fig3.jpg"> 그림 3: Retrosynthetic 분석. (R5) (4) β-및 γ-아미노 알콜 (R)-1, 5-diaminopentan-2-ol의 (A) Retrosynthesis-hydroxy-L-라이 신, 그리고 (S)-1, 5-diaminopentan-2-ol (5) 및 1, 5-diaminopentan-3-ol (6)에서 패-리 신입니다. (B) Retrosynthesis의 β, γ-β, δ-아미노 diols (2S, 3S)-1, 5-diaminopentane-2, 3-diol (10) 및 (R,S4 2)-1, 5-diaminopentane-2, 4-diol (11) 5 (R)에서 시작- hydroxy-L-라이 신, 및 (R,R3 2)-1, 5-diaminopentane-2, 3-diol (7) L-리 신에서 시작. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56926/56926fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
패-리 신 (5R)에서 시작-hydroxy 파생, 우리 여기는 2/3 단계, 한 냄비, dioxygenases와 PLP-Dc를 대상 아미노 알콜 효소 절차 보고. 사전 종합 대상 분자의 실험실 규모에서 메서드는 반응 조건, 예를 들면, 원자재;의 전체 변환 수 있도록 하는 데 필요한 효소 농도 조정 분석 규모에서 개발 되었다 우리는 또한이 절차를 제시.

<table><tbody><tr><td>HEPES</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td>L-lysine hydrochloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>L5626</td><td></td></tr><tr><td>(5&lt;em&gt;S&lt;/em&gt;)-hydroxy-L-lysine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>GPS NONH</td><td>Out sourcing</td></tr><tr><td>&amp;alpha;-ketoglutaric acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>75892</td><td></td></tr><tr><td>Sodium ascorbate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>A7631</td><td></td></tr><tr><td>Ammonium Iron(II) sulfate hexahydrate</td><td>Acros</td><td>201370250</td><td></td></tr><tr><td>Pyridoxal phosphate (PLP)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>82870</td><td></td></tr><tr><td>3,4-dimercaptobutane-1,2-diol (DTT)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D0632</td><td></td></tr><tr><td>1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>D1529</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>VWR</td><td>20825.290</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydrogen carbonate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>71631</td><td></td></tr><tr><td>HCl 37%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>435570</td><td></td></tr><tr><td>HCl 0.1M</td><td>Fluka</td><td>35335</td><td></td></tr><tr><td>Acetonitrile HiPerSolv CHROMANORM for LC-MS</td><td>VWR</td><td>83640.320</td><td></td></tr><tr><td>2,2,2-trifluoroacetic acid</td><td>VWR</td><td>153112E</td><td></td></tr><tr><td>Ammonia 28%</td><td>VWR</td><td>21182.294</td><td></td></tr><tr><td>Methanol HiPerSolv CHROMANORM for LC-MS</td><td>VWR</td><td>83638.32</td><td></td></tr><tr><td>Formic acid</td><td>Acros</td><td>270480010</td><td></td></tr><tr><td>Phosphoric acid 85%</td><td>Acros</td><td>201145000</td><td></td></tr><tr><td>Deuterium oxide</td><td>Acros</td><td>320,710,075</td><td></td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5881</td><td></td></tr><tr><td>C18 HPLC column</td><td>Phenomenex</td><td>00F-4601-Y0</td><td></td></tr><tr><td>Accela UHPLC System</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Accela PDA detector</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>4mm syringe filters - 0,22&amp;micro;m - PVDF</td><td>Merck</td><td>SLGVR04NL</td><td></td></tr><tr><td>Single-use tuberculin syringe with ml graduation, Luer tip</td><td>VWR</td><td>HSWA5010.200V0</td><td></td></tr><tr><td>Cation exchange resin 100-200&amp;nbsp;mesh</td><td>Sigma Aldrich</td><td>217506</td><td></td></tr><tr><td>Mixed mode cation-exchange solid-phase extraction cartridge 6 mL</td><td>Waters</td><td>186000776</td><td></td></tr><tr><td>Extraction manifold</td><td>Waters</td><td>WAT200609</td><td></td></tr><tr><td>Rotary evaporator</td><td>B&amp;uuml;chi</td><td>531-0103</td><td></td></tr><tr><td>Lyophilizer alpha 1-2 LDplus</td><td>Christ</td><td>L083302</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette 20 &amp;micro;L</td><td>Eppendorf</td><td>3121000031</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette 100 &amp;micro;L</td><td>Eppendorf</td><td>3121000074</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette 500 &amp;micro;L</td><td>Eppendorf</td><td>3121000112</td><td></td></tr><tr><td>Micropipette 1000 &amp;micro;L</td><td>Eppendorf</td><td>3121000120</td><td></td></tr><tr><td>300 MHz spectrometer</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2 mL microtube</td><td>CLEARLine</td><td>CL20.002.0500</td><td></td></tr><tr><td>50 mL conical-bottom centrifuge tube</td><td>Fischer Scientific</td><td>05-539-8</td><td></td></tr><tr><td>25 mL round-bottom flask 14/23</td><td>Fischer Scientific</td><td>10353331</td><td></td></tr><tr><td>100 mL round-bottom flask 29/32</td><td>Fischer Scientific</td><td>11786183</td><td></td></tr><tr><td>250 mL round-bottom flask 29/32</td><td>Fischer Scientific</td><td>11786183</td><td></td></tr><tr><td>250 mL erlenmeyer flask</td><td>Fischerbrand</td><td>15496143</td><td></td></tr></tbody></table>

enzymatic cascade reactions for the synthesis of chiral amino alcohols from l-lysine

아미노 알콜은 다양 한 응용 프로그램으로 다양 한 화합물. 예를 들어, 그들은 유기 합성에서 랄 공중 발판으로 사용 되었습니다. 기존의 유기 화학에 의해 그들의 합성은 종종 stereochemical 결과의 어려운 제어와 지루한 여러 단계의 합성 과정을 필요합니다. 선물이 효소 synthetize 아미노 알콜 48 h에 쉽게 사용할 수 있는 L 리 진에서 시작 하는 프로토콜. 이 프로토콜은 매우 전통적인 유기 합성 하 여 수행 하기 어려운 두 화학 반응 결합 합니다. 신의 unactivated C H 본드의 첫 번째 단계, regio-와 diastereoselective 산화에 사이드 체인 dioxygenase;에 의해 촉매는 두 번째 regio-와 diastereoselective regiodivergent dioxygenase에 의해 촉매 산화는 1, 2-diols의 형성으로 이어질 수 있습니다. 마지막 단계에서 carboxylic 그룹의 알파 아미노산은 pyridoxal 인산 염 (PLP) decarboxylase (DC)에 의해 죽 습. 이 decarboxylative 단계 베타/감마 위치에 대체 hydroxy stereogenic 센터 유지 아미노산의 알파 탄소를만 영향을 줍니다. 결과 아미노 알콜은 광학 농축 따라서. 프로토콜의 4 개의 아미노 알콜 semipreparative 규모 합성에 성공적으로 적용 되었습니다. 반응의 모니터링 실시 했다 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)에 의해 derivatization 후 1-플 루 오로-2, 4-dinitrobenzene에 의해. 고체 상 추출 (SPE)에 의해 간단 정화 받으면 우수한 수익률 아미노 알콜 (93% > 95%).

우리가 이전에 보고 된 합성의 모노-및 디-hydroxy-L-lysines diastereoselective 효소 hydroxylation 철 (II)의 dioxygenases에 의해 촉매에 의해 / αKAO 가족 (그림 1)16. PLP DC에 의해 촉매 decarboxylation 단계 뒤는 αKAO에 의해 촉매는 하나 또는 두 개의 hydroxylation 단계를 결합 하는 여기, 전체 폭포의 프로토콜 최적화 반응 조건 모두의 요구 사항을 충족 조?...

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Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine

카이 랄 아미노 알콜 건설 기계 유기 합성에 사용 하기 위해 다양 한 분자입니다. 패-리 신에서 시작, 우리 diastereoselective C H 산화 촉매 dioxygenase에 의해 해당 수 아미노산의 carboxylic 산 moiety의 분열에 의해 다음에 의해 결합 하는 효소 캐스케이드 반응에 의해 아미노 알콜을 합성 한 decarboxylase입니다.

패-리 신에서 랄 아미노 알콜의 합성을 위한 효소 캐스케이드 반응

Amino alcohols are versatile compounds with a wide range of applications. For instance, they have been used as chiral scaffolds in organic synthesis. ...

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12.0K 조회수.  CEA, CNRS, Univ Evry, Univ Paris-Saclay. 카이 랄 아미노 알콜 건설 기계 유기 합성에 사용 하기 위해 다양 한 분자입니다. 패-리 신에서 시작, 우리 diastereoselective C H 산화 촉매 dioxygenase에 의해 해당 수 아미노산의 carboxylic 산 moiety의 분열에 의해 다음에 의해 결합 하는 효소 캐스케이드 반응에 의해 아미노 알콜을 합성 한 decarboxylase입니다.

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Preparation and In Vivo Use of an Activity-based Probe for N-acylethanolamine Acid Amidase

Activity-based protein profiling (ABPP) is a method for the identification of an enzyme of interest in a complex proteome through the use of a chemical probe that targets the enzyme&#39;s active sites. A reporter tag introduced into the probe allows for the detection of the labeled enzyme by in-gel fluorescence scanning, protein blot, fluorescence microscopy, or liquid chromatography-mass spectrometry. Here, we describe the preparation and use of the compound ARN14686, a click chemistry activity-based probe (CC-ABP) that selectively recognizes the enzyme N-acylethanolamine acid amidase (NAAA). NAAA is a cysteine hydrolase that promotes inflammation by deactivating endogenous peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-alpha agonists such as palmitoylethanolamide (PEA) and oleoylethanolamide (OEA). NAAA is synthesized as an inactive full-length proenzyme, which is activated by autoproteolysis in the acidic pH of the lysosome. Localization studies have shown that NAAA is predominantly expressed in macrophages and other monocyte-derived cells, as well as in B-lymphocytes. We provide examples of how ARN14686 can be used to detect and quantify active NAAA ex vivo in rodent tissues by protein blot and fluorescence microscopy.

Preparation and In Vivo Use of an Activity-based Probe for N-acylethanolamine Acid Amidase

Here, we describe the preparation and use of an activity-based probe (ARN14686, undec-10-ynyl-N-[(3S)-2-oxoazetidin-3-yl]carbamate) that allows for the detection and quantification of the active form of the proinflammatory enzyme N-acylethanolamine acid amidase (NAAA), both in vitro and ex vivo.

준비 및<em&gt; 생체</em&gt; 액티비티 기반 프로브의 사용을위한<em&gt; N</em&gt; -acylethanolamine 산 아미 다제

Activity-based protein profiling (ABPP) is a method for the identification of an enzyme of interest in a complex proteome through the use of a chemical ...

연구

생화학

A Facile and Efficient Approach for the Production of Reversible Disulfide Cross-linked Micelles

Nanomedicine is an emerging form of therapy that harnesses the unique properties of particles that are nanometers in scale for biomedical application. Improving drug delivery to maximize therapeutic outcomes and to reduce drug-associated side effects are some of the cornerstones of present-day nanomedicine. Nanoparticles in particular have found a wide application in cancer treatment. Nanoparticles that offer a high degree of flexibility in design, application, and production based on the tumor microenvironment are projected to be more effective with rapid translation into clinical practice. The polymeric micellar nano-carrier is a popular choice for drug delivery applications.
In this article, we describe a simple and effective protocol for synthesizing drug-loaded, disulfide cross-linked micelles based on the self-assembly of a well-defined amphiphilic linear-dendritic copolymer (telodendrimer, TD). TD is composed of polyethylene glycol (PEG) as the hydrophilic segment and a thiolated cholic acid cluster as the core-forming hydrophobic moiety attached stepwise to an amine-terminated PEG using solution-based peptide chemistry. Chemotherapy drugs, such as paclitaxel (PTX), can be loaded using a standard solvent evaporation method. The O2-mediated oxidation was previously utilized to form intra-micellar disulfide cross-links from free thiol groups on the TDs. However, the reaction was slow and not feasible for large-scale production. Recently, an H2O2-mediated oxidation method was explored as a more feasible and efficient approach, and it was 96 times faster than the previously reported method. Using this approach, 50 g of PTX-loaded, disulfide cross-linked nanoparticles have been successfully produced with narrow particle size distribution and high drug loading efficiency. The stability of the resulting micelle solution is analyzed using disrupting conditions such as co-incubation with a detergent, sodium dodecyl sulfate, with or without a reducing agent. The drug-loaded, disulfide cross-linked micelles demonstrated less hemolytic activity when compared to their non-cross-linked counterparts.

To deliver cancer drugs to tumor sites with high specificity and reduced side effects, new methods based on nanoparticles are required. Here, we describe disulfide cross-linked micelles that can be easily prepared by hydrogen peroxide-mediated oxidation and are able to dissociate efficiently under a reducing tumor environment to release payloads.

가역 디설파이드 가교 미셀 제조를위한 손쉬운 효율적인 접근법

Nanomedicine is an emerging form of therapy that harnesses the unique properties of particles that are nanometers in scale for biomedical application. ...

An Efficient Method for the Synthesis of Peptoids with Mixed Lysine-type/Arginine-type Monomers and Evaluation of Their Anti-leishmanial Activity

This protocol describes the manual solid-phase synthesis of linear peptoids that contain two differently functionalized cationic monomers. In this procedure amino functionalized 'lysine' and guanido functionalized 'arginine' peptoid monomers can be included within the same peptoid sequence. This procedure uses on-resin (N-(1-(4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohexylidene)ethyl) or Dde protection, orthogonal conditions to the Boc protection of lysine monomers. Subsequent deprotection allows an efficient on-resin guanidinylation reaction to form the arginine residues. The procedure is compatible with the commonly used submonomer method of peptoid synthesis, allowing simple peptoids to be made using common laboratory equipment and commercially available reagents. The representative synthesis, purification and characterization of two mixed peptoids is described. The evaluation of these compounds as potential anti-infectives in screening assays against Leishmania mexicana is also described. The protozoan parasite L. mexicana is a causative agent of cutaneous leishmaniasis, a neglected tropical disease that affects up to 12 million people worldwide.

A protocol to synthesize peptoids with mixed cationic functionality in the same sequence is presented (lysine- and arginine-type monomers). Subsequent testing of these compounds against Leishmania mexicana, the protozoan parasites that cause cutaneous leishmaniasis, is also described.

이들 안티 leishmanial 역가의 혼합 리신 형 / 아르기닌 형 단량체 및 평가를 펩 토이 드의 합성을위한 효과적인 방법

This protocol describes the manual solid-phase synthesis of linear peptoids that contain two differently functionalized cationic monomers. In this ...

Hydrolysis of a Ni-Schiff-Base Complex Using Conditions Suitable for Retention of Acid-labile Protecting Groups

Unnatural amino acids, amino acids containing side-chain functionalities not commonly seen in nature, are increasingly found in synthetic peptide sequences. Synthesis of some unnatural amino acids often includes the use of a precursor consisting of a Schiff-base stabilized by a nickel cation. Unnatural side-chains can be installed on an amino acid backbone found in this Schiff-base complex. The resulting unnatural amino acid can then be isolated from this complex using hydrolysis of the Schiff-base, typically by employing reflux in strongly acidic solution. These highly acidic conditions may remove acid-labile side-chain protecting groups necessary for the unnatural amino acids to be used in microwave-assisted solid-phase peptide synthesis. In this work, we present an efficient hydrolysis and subsequent Fmoc protection of an amino acid isolated from a Ni-Schiff base complex. Hydrolysis conditions presented in this work are suitable for retention of acid-labile side-chain protecting groups and may be adaptable to a variety of unnatural amino acid substrates.

Here, we present an efficient hydrolysis and subsequent Fmoc protection of an amino acid isolated from a Ni-Schiff-base complex. Hydrolysis conditions presented here are suitable for use when retention of acid-labile side-chain protecting groups is required. This technique may be adaptable to a variety of unnatural amino acid substrates.

보호 그룹 산 - 불안정의 보존에 적합한 니켈 쉬프 - 자료의 가수 분해 복잡한 사용 조건

Unnatural amino acids, amino acids containing side-chain functionalities not commonly seen in nature, are increasingly found in synthetic peptide ...

Highly Stereoselective Synthesis of 1,6-Ketoesters Mediated by Ionic Liquids: A Three-component Reaction Enabling Rapid Access to a New Class of Low Molecular Weight Gelators

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form catalytically active N-Heterocyclic Carbenes (NHCs). Here we have used ILs as precatalysts in the addition of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes to chalcones to form 1,6-ketoesters, incorporating an anti-diphenyl moiety in a highly stereoselective fashion. The reaction has a broad substrate scope and several functional groups and heteroaromatics can be integrated into the ketoester backbone in generally good yields with maintained stereoselectivity. The reaction protocol is robust and scalable. The starting materials are inexpensive and the products can be obtained after simple filtration, avoiding solvent-demanding chromatography. Furthermore, the IL can be recycled up to 5 times without any loss of reactivity. Moreover, the 1,6-ketoester end product is a potent gelator in several hydrocarbon based solvents. The method enables rapid access to and evaluation of a new class of low molecular weight gelators (LMWGs) from recyclable and inexpensive starting materials.

Ionic liquids (ILs) mediate fast, simple and cheap access to 1,6-ketoesters in high diastereoselectivities and good yields. The reaction protocol is robust and the 1,6-ketoesters can be obtained in gram scale after a simple filtration protocol. Moreover, the 1,6-ketoesters are potent gelators in hydrocarbon solvents.

이온 성 액체에 의해 매개 1,6- Ketoesters의 높은 입체 선택적 합성 : 저 분자량 젤 레이터의 새로운 클래스에 빠른 액세스를 가능하게하는 3 요소 반응

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form ...

화학

Constructing Thioether/Vinyl Sulfide-tethered Helical Peptides Via Photo-induced Thiol-ene/yne Hydrothiolation

Here, we describe a detailed protocol for the preparation of thioether-tethered peptides using on-resin intramolecular/intermolecular thiol-ene hydrothiolation. In addition, this protocol describes the preparation of vinyl-sulfide-tethered peptides using in-solution intramolecular thiol-yne hydrothiolation between amino acids that possess alkene/alkyne side chains and cysteine residues at i, i+4 positions. Linear peptides were synthesized using a standard Fmoc-based solid-phase peptide synthesis (SPPS). Thiol-ene hydrothiolation is carried out using either an intramolecular thio-ene reaction or an intermolecular thio-ene reaction, depending on the peptide length. In this research, an intramolecular thio-ene reaction is carried out in the case of shorter peptides using on-resin deprotection of the trityl groups of cysteine residues following the complete synthesis of the linear peptide. The resin is then set to UV irradiation using photoinitiator 4-methoxyacetophenone (MAP) and 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-methyl-1-propanone (MMP). The intermolecular thiol-ene reaction is carried out by dissolving Fmoc-Cys-OH in an N,N-dimethylformamide (DMF) solvent. This is then reacted with the peptide using the alkene-bearing residue on resin. After that, the macrolactamization is carried out using benzotriazole-1-yl-oxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate (PyBop), 1-hydroxybenzotriazole (HoBt), and 4-Methylmorpholine (NMM) as activation reagents on the resin. Following the macrolactamization, the peptide synthesis is continued using standard SPPS. In the case of the thio-yne hydrothiolation, the linear peptide is cleaved from the resin, dried, and subsequently dissolved in degassed DMF. This is then irradiated using UV light with photoinitiator 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA). Following the reaction, DMF is evaporated and the crude residue is precipitated and purified using high-performance liquid chromatography (HPLC). These methods could function to simplify the generation of thioether-tethered cyclic peptides due to the use of the thio-ene/yne click chemistry that possesses superior functional group tolerance and good yield. The introduction of thioether bonds into peptides takes advantage of the nucleophilic nature of cysteine residues and is redox-inert relative to disulfide bonds.

We present a protocol for the construction of thioether/vinyl sulfide-tethered helical peptides using photo-induced thiol-ene/thiol-yne hydrothiolation.

헬리컬 펩 티 드를 통해 사진 유도 Thiol-ene 또는 yne Hydrothiolation Thioether/비닐 황 화물-곁에 건설

Here, we describe a detailed protocol for the preparation of thioether-tethered peptides using on-resin intramolecular/intermolecular thiol-ene ...

Efficient Construction of Drug-like Bispirocyclic Scaffolds Via Organocatalytic Cycloadditions of &#945;-Imino &#947;-Lactones and Alkylidene Pyrazolones

Bispirocyclic scaffolds are one of the important structural subunits in many natural products that exhibit diverse and attractive biological activities. Recently, we have developed an efficient organocatalytic strategy, which provides facile access to a variety of enantiomerically enriched bispiro[&#947;-butyrolactone-pyrrolidin-4,4&#39;-pyrazolone] skeletons. In this paper, we demonstrate a detailed protocol for the asymmetric synthesis of drug-like bispirocyclic compounds with two spirocyclic carbon centers via an organocatyltic 1,3-dipolar cycloaddition reaction. Spirocyclization synthons &#945;-imino &#947;-lactones and alkylidene pyrazolones are prepared first, which are then subjected to a cycloaddition reaction in the presence of a bifunctional squaramide organocatalyst to afford the desired bispirocycles in high yields and excellent stereoselectivities. Chiral high-performance liquid chromatography (HPLC) is carried out to determine the enantiomeric purity of the products, and the d.r. value is examined by proton nuclear magnetic resonance (1H NMR). The absolute configuration of the product is assigned according to an X-ray crystallographic analysis. This synthetic strategy allows scientists to prepare a diversity of bispirocyclic scaffolds in high yields and excellent diastereo- and enantioselectivities.

Enantiomerically enriched bispiro[&#947;-butyrolactone-pyrrolidin-4,4&#39;-pyrazolone] skeletons are asymmetrically synthesized through a simple organocatalytic 1,3-dipolar cycloaddition reaction.

Α-Imino γ-Lactones의 Organocatalytic Cycloadditions 및 Alkylidene Pyrazolones 통해 마약 같은 Bispirocyclic 장비의 효율적인 건설

Bispirocyclic scaffolds are one of the important structural subunits in many natural products that exhibit diverse and attractive biological activities. ...

Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine

Nitrogen-containing heterocycle aziridines are synthetically very valuable for the preparation of azacyclic and acyclic molecules. However, it is very difficult and laborious to make aziridines in optically pure forms on a large scale to apply asymmetric synthesis of aza compounds. Fortunately, we successfully achieved both enantiomers (2R)- and (2S)-aziridine-2-carboxylates with the electron-donating &#945;-methylbenzyl group at the ring nitrogen as non-activated aziridines. These starting aziridines have two distinct functional groups-highly reactive three-membered ring and versatile carboxylate. They are applicable in ring-opening or ring-transformation with aziridine and in functional group transformation to others from carboxylate. Both of these enantiomers were utilized in the preparation of biologically important amino acyclic and/or aza-heterocyclic compounds in an asymmetric manner. Specifically, this report describes the first expedient asymmetric synthesis of both enantiomers of 5, 6-dihydrouracil-type marine natural products biemamide B and D as potential TGF-&#946; inhibitors. This synthesis consisted of regio- and the stereoselective ring-opening reaction of aziridine-2-carboxylate and subsequent formation of 4-aminoteterahydropyrimidine-2,4-dione. One more example in this protocol dealt a highly stereoselective Mukaiyama reaction of aziridine-2-carboxylate and silyl enol ether, following intramolecular aziridine ring-opening to provide easy and facile access to (-)-epiallo-isomuscarine.

Preparation of Enantiopure Non-Activated Aziridines and Synthesis of Biemamide B, D, and epiallo-Isomuscarine

In this study, we prepare both enantiomers of aziridine-2-carboxylate, which are used in the asymmetric synthesis of alkaloids, including biemamide B and D, and (-)-epiallo-isomuscarine.

에난티오퓨어 비활성화 아지리딘의 제조 및 비에마미드 B, D, 및 에피알로-이소무스카린의 합성

Nitrogen-containing heterocycle aziridines are synthetically very valuable for the preparation of azacyclic and acyclic molecules. However, it is very ...

Organocatalysis

Source: Vy M. Dong and Faben Cruz, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
This experiment will demonstrate the concept of organocatalysis by illustrating the proper setup of a reaction that utilizes enamine catalysis. Organocatalysis is a form of catalysis that uses substoichiometric amounts of small organic molecules to accelerate reactions. This type of catalysis is complementary to other forms of catalysis such as transition metal or biocatalysis. Transition metal catalysis involves transition metals as catalysts and biocatalysis uses enzymes as catalysts. Some advantages of organocatalysis include the low toxicity and cost of the organocatalysts in comparison to many metal catalysts. In addition, most organocatalysts are not sensitive to air and moisture, unlike metal catalysts. In contrast to enzymes found in living organisms, the small molecules that act as organocatalysts are typically easy to access. Furthermore, organocatalysis offers complementary and new reactivity not observed with other forms of catalysis.

Organocatalysis: Principles and Applications

오가노카타리시스

Source: Vy M. Dong and Faben Cruz, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
This experiment will demonstrate the concept of ...

교육

JoVE Science Education

유기 화학 II

Acid Halides to Esters: Alcoholysis

Alcoholysis is a nucleophilic acyl substitution reaction in which an alcohol functions as a nucleophile. Acid halides react with alcohol to produce esters. The mechanism proceeds in three steps:
<ol>
	<li>First, the alcohol acts as a nucleophile and attacks the acyl carbon to form a tetrahedral intermediate.</li>
	<li>Next, the carbonyl re-forms with the loss of a chloride ion.</li>
	<li>Lastly, the positively charged intermediate loses a proton to give an ester as the final product along with H3O+, making HCl an overall byproduct of the reaction.</li>
</ol>
<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/12362/12362_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 200px;" />
Pyridine is used as a base to neutralize the acidic reaction mixture.
Alcoholysis of sulfonyl chlorides follows a similar pattern and forms sulfonic acid esters.
<img alt="Figure2" src="/files/ftp_upload/12362/12362_PT_Figure_2.svg" style="text-align: center; height: 75px;" />

산성 할로겐화물에서 에스테르로: Alcoholysis

Alcoholysis is a nucleophilic acyl substitution reaction in which an alcohol functions as a nucleophile. Acid halides react with alcohol to produce ...