É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
Method Article
Peptídeo amidas terciárias (PTA) são uma super família de peptidomiméticos que incluem mas não estão limitados a péptidos, peptóides e peptídeos N-metilados. Aqui nós descrevemos um método sintético que combina split-and-piscina e estratégias sub-monômero para sintetizar um talão biblioteca de um composto de PTAs.
Peptidomimetics são excelentes fontes de proteínas ligantes. A natureza oligomérica destes compostos nos permite aceder a grandes bibliotecas sintéticos em fase sólida, utilizando química combinatória. Uma das classes mais bem estudados da peptidomimetics é peptoids. Peptóides são fáceis de sintetizar e têm mostrado ser resistentes à proteólise e célula-permeável. Ao longo da última década, muitos ligantes protéicos úteis foram identificados através de pesquisa de bibliotecas peptoid. No entanto, a maioria dos ligantes identificados a partir de bibliotecas peptoid não exibem uma elevada afinidade, com raras excepções. Isto pode ser devido, em parte, à falta de centros quirais e restrições conformacionais em moléculas peptoid. Recentemente, descrevemos uma nova rota sintética para acessar peptídeo amidas terciárias (PTAs). APCs são uma super família de peptidomiméticos que incluem mas não estão limitados a peptídeos, peptóides e peptídeos N-metilados. Com cadeias laterais em ambos α-carbono e principais átomos de nitrogênio da cadeia,a conformação, estas moléculas são grandemente limitado por impedimento estérico e alílico 1,3 estirpe. (Figura 1) O nosso estudo sugere que estas moléculas PTA são altamente estruturado em solução e pode ser utilizada para identificar ligandos de proteína. Acreditamos que estas moléculas podem ser uma fonte de futuro ligandos proteicos de alta afinidade. Aqui nós descrevemos o método sintético que combina o poder de ambos split-and-piscina e estratégias sub-monômero para sintetizar uma amostra de um talão de um composto (OBOC) biblioteca de PTAs.
Os peptidomiméticos são compostos que imitam a estrutura dos péptidos naturais. Eles são concebidos para reter a bioactividade ao superar alguns dos problemas associados com os péptidos naturais, incluindo a permeabilidade celular e a estabilidade contra a proteólise 1-3. Devido à natureza oligomérica destes compostos, grandes bibliotecas sintéticas pode ser facilmente acedido através de vias sintéticas monoméricas ou sub-monoméricos 4-7. Uma das classes mais estudados da peptidomimetics é peptoids. Peptóides são oligómeros de glicinas N-alquilados que podem ser facilmente sintetizados utilizando uma estratégia de sub-monómero de 8, 9. Muitos ligantes de proteínas úteis foram identificados com sucesso desde a triagem de grandes bibliotecas peptoid sintética contra alvos da proteína 1, 10-14. No entanto, os "hits" identificados a partir de bibliotecas peptoid raramente arquivar muito elevada afinidade para proteínas alvo 1,10-14,22. Uma major diferença entre peptóides e péptidos naturais é que a maioria dos peptóides geralmente não têm a capacidade de formar estruturas secundárias devido à falta de centros quirais e restrições conformacionais. Para resolver este problema, várias estratégias foram desenvolvidas ao longo da última década, em grande parte, com foco na modificação de cadeias laterais contidos os principais átomos de nitrogênio da cadeia de 15-22. Recentemente, desenvolvemos uma nova via de síntese para introduzir as cadeias laterais de aminoácidos naturais em uma espinha dorsal peptoid para criar péptidos amidas terciárias 23.
Peptídeo amidas terciárias (PTA) são uma super-família de peptidomiméticos que incluem mas não estão limitados a péptidos (R 2 = H), peptóides (R1 = H) e os péptidos N-metilados (R1 ≠ H, R2 = Me) . (Ver Figura 1) A via sintética emprega aminoácidos de ocorrência natural como fonte de quiralidade e cadeias laterais na45; de carbono, e as aminas primárias disponíveis comercialmente para proporcionar N-substituições. Por conseguinte, um espaço maior do que o químico de péptidos simples, peptóides ou péptidos N-metilados podem ser exploradas. Os espectros de dicroísmo circular demonstraram que as moléculas de PTA são altamente estruturado em solução. Caracterização de um dos complexos de proteína-PTA mostra claramente que os constrangimentos conformacionais de ATP são necessários para a ligação. Recentemente, nós também descobrimos que algumas das moléculas de PTA possuem melhorada a permeabilidade celular do que os seus homólogos peptoid e peptídicas. Acreditamos que essas bibliotecas PTA pode ser uma boa fonte de ligantes de alta afinidade para proteínas alvo. Neste artigo, vamos discutir a síntese de uma amostra de um talão de um composto (OBOC) biblioteca de PTA em detalhes, juntamente com alguns melhores condições para o acoplamento e clivagem destes compostos.
1. Noções básicas de Split-and-piscina Síntese
A fim de gerar de forma eficiente um grande número de compostos em fase sólida, síntese de divisão-e-piscina é frequentemente utilizado como uma estratégia geral. Como mostrado na Figura 4, TentaGel grânulos são primeiro divididos em três porções. Cada porção é reagida com um reagente diferente, gerando o primeiro resíduo em grânulos. Após a primeira reacção, todas as três porções são reunidas em conjunto, misturados, e em seguida, novamente dividida em três porções. Cada parte irá novamente reagir com um reagente diferente, gerando o segundo resíduo em grânulos. Depois de duas etapas de divisão-e-piscina, nove compostos são gerados.
Em síntese sub-monómero, os grânulos são primeiro divididas em várias porções a reagir com diferentes ácidos bromo, na presença de reagente de acoplamento. Depois de lavar com o solvente, todos os grânulos vão ser analisadas em conjunto e misturados, em seguida, de novo dividido em várias porções, a reagir com diferentesaminas primárias. Depois de aminação, todos os grânulos são reunidas e lavadas exaustivamente, completando um total de monómeros em cada grânulo. Este processo pode ser repetido até que a diversidade desejada seja atingida.
2. Preparação de brometo de ácido a partir natural Aminoácidos
Em síntese sub-monómero, a síntese de cada monómero é dividido em duas fases separadas: 1. Acoplamento de brometo de ácido e 2 aminação com aminas primárias (Figura 2).. A fim de sintetizar um péptido amida terciária, brometos de ácidos quirais com as cadeias laterais do carbono alfa serão preparados a partir de aminoácidos naturais. Aqui nós descrevemos o método de transformar um aminoácido natural para o brometo de ácido correspondente com alta fidelidade de som. Usamos alanina como um exemplo; outros aminoácidos, incluindo serina, treonina, ácido aspártico, ácido glutâmico, asparagina, glutamina, glicina, valina, isoleucina, fenilalanina, também podem ser transformados em ácidos bromo sob condi semelhantens. Note-se que alguns dos aminoácidos com grupos funcionais, como o fenol, guanidina e amina precisam de ser protegidos antes da transformação. A instalação da reacção é mostrado na Figura 3.
Precauções de Segurança: Para são necessários os seguintes reações envolvendo HBr, NaNO 2 e outros produtos químicos corrosivos / tóxicos, equipamentos de segurança adequados, como óculos de segurança, jaleco e luvas resistentes a produtos químicos. Todos os comentários deverão ser realizadas em um exaustor pelo químico experiente.
3. Marcação isotópica de alanina transaminase Usando
Na síntese de biblioteca combinatória, em especial na síntese de divisão-e-associação de um talão de um composto (OBOC) bibliotecas, a quantidade de composto que pode ser obtido a partir de cada uma das esferas é relativamente pequena. (Tipicamente, um pmol a 10 nmol). Além disso, a espectrometria de massa é utilizada para a identificação e caracterização do composto final, devido à sua alta sensibilidade. A fim de utilizar a espectrometria de massa para determinar a estereoquimica absoluta dos centros quirais dos produtos finais de PTA, enantiómeros de ácido bromo deve ser isotopically rotulados antes de usar. Aqui nós descrevemos o método de usar transaminase e D 2 O rótulo de L-alanina.
4. Síntese de peptoid Linker Região
A região de ligação não é necessária para a síntese da biblioteca de PTA. No entanto, a fim de evitar o elevado ruído de fundo na gama mais baixa de peso molecular (100-600) de espectroscopia de massa MALDI e para melhorar a ionização dos compostos, de um ligante peptoid com múltiplos resíduos polares é frequentemente utilizado. Este peptoid linker pode ser sintetizado através de procedimento de síntese peptoid padrão. Aqui teremos sintetizar um pentâmero de N-metoxietil glicina como ligante (como mostrado na Figura 5).
. 5 Split-e-piscina Síntese de PTA Biblioteca com (R) - e (S)-2-bromopropiónico Ácidos
Aqui descreve-se a síntese de uma biblioteca de PTA pequeno com uma diversidade teórica de 9261 compostos, usando a 1 g de grânulos do passo 4.8. Note-se que um TentaGel talão 90 mM contém aproximadamente 2,9 milhões de grânulos por grama; Por conseguinte, a redundância dea biblioteca pode ser um 2,9 x 10 6/9261 = 312 cópias. Usaremos ácido bromoacético, (R)-2-bromopropanóico e isotópica marcado (S)-2-bromopropanóico ácido d-4, tal como os ácidos, e aminas 7 diferentes (A1 ~ A7, ver Figura 5 para detalhes) por aminação. Reactores de seringa e um colector de vácuo irá ser utilizado para realizar a síntese.
6. Cloranil Teste
Aqui nós mostramos três espectros MALDI representativas de um trímero PTA com vinculador. Como mostrado na Figura 6A, quando clivada sob condições de temperatura ambiente, utilizando 50% de solução de TFA / DCM, degradação significativa é observada. Na Figura 6A, o pico 593 e 484 correspondem ao ligante e o trímero de PTA, respectivamente, mostram que a molécula inteira foi sintetizado com sucesso no talão mas degradados durante a clivagem. Quando clivada sob a condição d...
Peptídeo amidas terciárias (PTAs) são uma superfamília de oligômeros peptidomiméticas. Além dos peptídeos bem estudadas, peptoids e peptídeos N-metilados, uma grande parte dos compostos que compõem a família permanece pouco estudado, majoritariamente devido à falta de método sintético para acessar gerais peptídeos N-alquilados. Aqui, descrevemos um método eficiente para sintetizar APCs com os blocos de construção quirais derivados de amino ácidos. Anteriormente, relataram usar uma nova rota sub-monôm...
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Os autores gostariam de agradecer ao Dr. Jumpei Morimoto e Dr. Todd Doran para a assistência valiosa. Este trabalho foi apoiado por um contrato do NHLBI (no1-HV-00242).
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 |
Solicitar permissão para reutilizar o texto ou figuras deste artigo JoVE
Solicitar PermissãoThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos os direitos reservados