Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Пептидные третичные амиды (ПТС) представляют собой надсемейство пептидомиметиков, которые включают, но не ограничиваются ими пептидами, пептоиды и N-метилированных пептидов. Здесь мы опишем синтетический метод, который сочетает в себе как сплит-и-бассейн и стратегии суб-мономера для синтеза одной шарик один-соединение библиотеку ПТС.
Пептидомиметики большие источники белка лигандов. Олигомерный природа этих соединений позволяет получить доступ к большой синтетические библиотеки на твердой фазе с использованием комбинаторной химии. Одним из наиболее хорошо изученных классов пептидомиметиков является пептоиды. Пептоиды легко синтезировать и было показано, что протеолиз устойчивых клеток и проницаемого. За последние десять лет, многие полезные белковые лиганды были определены через скрининга пептоидной библиотек. Тем не менее, большинство из лигандов, определенными по пептоидной библиотек не отображаются высокое сродство, за редким исключением. Это может быть обусловлено, в частности, с отсутствием хиральных центров и конформационных ограничений в пептоидной молекул. В последнее время мы описали новый путь синтеза для доступа пептидные третичные амиды (ПТС). ПТС представляют собой суперсемейство пептидомиметиков, которые включают, но не ограничиваются ими пептидами, пептоиды и N-метилированных пептидов. С боковых цепей на обоих α-углерода и основных атомов азота цепь,конформация этих молекул значительно сдерживается стерических препятствий и аллильном 1,3 деформации. (Рис. 1) Наше исследование показывает, что эти молекулы PTA которые хорошо структурированы в растворе и может быть использован для идентификации белковых лигандов. Мы считаем, что эти молекулы могут быть будущий источник высоким сродством белковых лигандов. Здесь мы опишем метод синтеза сочетающего в себе мощь как сплит-и-бассейном и стратегий суб-мономера для синтеза образец один-шарик один-соединение (OBOC) библиотеки ПТС.
Пептидомиметики являются соединения, которые имитируют структуру природных пептидов. Они предназначены, чтобы сохранить биологическую активность, преодолевая некоторые из проблем, связанных с природными пептидами, в том числе проницаемости клеток и устойчивости к протеолизу 1-3. В связи с олигомерной природы этих соединений, большие синтетические библиотеки могут быть легко доступны через мономерных или суб-путей синтеза мономерных 4-7. Одним из наиболее изученных классов пептидомиметиков является Пептоиды. Пептоиды являются олигомеры N-алкилированных глицинов, которые могут быть синтезированы легко использует стратегию, суб-мономера 8, 9. Много полезных белковых лигандов были успешно идентифицированы из скрининга больших синтетических пептоидной библиотеки против белковых мишеней 1, 10-14. Тем не менее, "хиты", выявленные с пептоидной библиотек редко архив очень высокое сродство к белковым мишеням 1,10-14,22. Один маДжор разница между пептоиды и природных пептидов в том, что большинство пептоиды правило, не имеют способность образовывать вторичную структуру из-за отсутствия хиральных центров и конформационных ограничений. Для того, чтобы решить эту проблему, несколько стратегий были разработаны в течение последнего десятилетия, в значительной степени ориентируясь на модификации боковых цепей, содержащихся на основных атомов цепи азота 15-22. В последнее время мы разработали новый синтетический путь, чтобы представить природные боковые цепи аминокислот на пептоидной позвоночника создать пептидных третичные амиды 23.
Пептидные третичные амиды (ПТС) являются супер семья пептидомиметиков, которые включают, но не ограничиваются ими пептидов (R 2 = H), пептоиды (R 1 = H) и N-метилированных пептидов (R 1 ≠ H, R 2 = Me) . (См. рисунок 1) Наша синтетический путь нанимает природных аминокислот в качестве источника хиральности и боковых цепей на45;-углерод, и коммерчески доступные первичные амины, чтобы обеспечить N-замещения. Таким образом, большая химическая пространство, чем у простых пептидов, пептоиды или N-метилированных пептидов могут быть изучены. Спектры кругового дихроизма показали, что молекулы ПТА высоко структурированы в растворе. Характеристика одного из PTA-белковых комплексов четко показывает, что конформационные ограничения PTA требуются для связывания. В последнее время мы также обнаружили, что некоторые молекулы ПТА обладают улучшенной проницаемости клеток, чем их пептоидной и пептидных аналогов. Мы считаем, что эти ПТА библиотеки могут быть хорошим источником высоким сродством лигандов для белками-мишенями. В этой статье мы обсудим синтез образца один шарик один-соединение (OBOC) ПТА библиотеки в деталях, а также некоторые улучшения условий для муфт и расщепления этих соединений.
1. Основы Сплит-и-бассейн синтеза
Для того чтобы эффективно генерировать большое количество соединений на твердой фазе, синтез сплит-и-бассейн часто используется в качестве общей стратегии. Как показано на рисунке 4, TentaGel шарики сначала раскол на три части. Каждая часть взаимодействует с другом реагента, генерации первого остатка на бусины. После первой реакции, все три порции объедин ют вместе, смешивают, а затем снова разделить на три части. Каждая часть будет снова реагируют с другом реагента, генерации второго остатка на бусины. После двух этапов сплит-и бассейн, девять соединения генерируются.
В синтезе суб-мономера, гранулы сначала делят на несколько частей в реакцию с различными бром кислот в присутствии конденсирующего реагента. После промывки растворителем, все шарики будут объединены вместе и смешивают, а затем снова разделить на несколько частей в реакцию с разнымипервичные амины. После аминирования, все шарики объединены вместе и тщательно промывают, завершив полный мономера на каждом борту. Этот процесс может быть повторен до достижения желаемого разнообразие.
2. Подготовка бромангидрид от природных аминокислот
В синтезе суб-мономера, синтез каждого мономера делится на два отдельных этапа: 1. Взаимодействие бромангидрид и 2 аминирования с первичных аминов (рис. 2).. Для синтеза пептидной третичного амида, бромиды хиральной кислотой с боковых цепей на альфа-углерод будет получен из природных аминокислот. Здесь мы описываем способ трансформации природной аминокислоты в соответствующий бромид кислоты с высокой точностью стерео. Мы используем аланин в качестве примера; другие аминокислоты, включая серин, треонин, аспарагиновую кислоту, глутаминовую кислоту, аспарагин, глутамин, глицин, валин, изолейцин, фенилаланин также могут быть преобразованы в бром кислот под аналогичным кондинс. Обратите внимание, что некоторые из аминокислот с функциональными группами, такие как фенол, гуанидина и амина, должны быть защищены перед преобразованием. Установка реакции показана на рисунке 3.
Меры предосторожности: Для следующие реакции с участием HBr, Nano 2 и других агрессивных / токсичных химических веществ, надлежащее оборудование для обеспечения безопасности, как защитные очки, халате и химически устойчивые защитные перчатки необходимы. Все реакции должны быть выполнены в вытяжном шкафу опытным химиком.
3. Изотопный Маркировка аланин Использование трансаминаз
В комбинаторной библиотеки синтеза, особенно в синтезе сплит-и-пула одного борта одного соединения (OBOC) библиотек, количество соединения, которое может быть получено из каждого шарика относительно мала. (Обычно от 1 до 10 пмоль нмоль). Кроме того, масс-спектрометрия широко используется для идентификации и характеризации конечного соединения в связи с его высокой чувствительности. Для того чтобы использовать масс-спектрометрии для определения абсолютной стереохимии при хиральных центрах конечных продуктов PTA, энантиомеры бром кислоты должно быть Исотоpically помечены перед использованием. Здесь мы опишем метод использования трансаминазу и D 2 O, чтобы этикетки L-аланин.
4. Синтез пептоидной компоновщика области
Область линкер не требуется для синтеза библиотеки PTA. Однако для того, чтобы избежать высокий фон в нижнем диапазоне молекулярных веса (100-600) от MALDI масс-спектроскопии и улучшить ионизацию соединений, пептоидной линкер с несколькими полярных остатков часто используется. Это пептоидной линкег могут быть синтезированы с помощью стандартных пептоидной процедуры синтеза. Здесь мы будем синтезировать пентамера из N-метоксиэтил глицина в качестве линкера (как показано на рисунке 5).
. 5 Сплит-и-бассейн Синтез ОТА библиотеки с (R) - и (S)-2-бромпропионовой Кислоты
Здесь мы описываем синтез небольшой ОТА библиотеки с теоретической разнообразия 9261 соединений с использованием 1 г шариков из стадии 4.8. Обратите внимание, что TentaGel шарик 90 мкм содержит приблизительно 2,9 млн. бусы на грамм; Поэтому избыточностьбиблиотека будет 2,9 х 10 6/9261 = 312 экземпляров. Мы используем бромуксусную кислоту, (R)-2-бромпропановой и изотопный надписью (S)-2-бромпропановой кислотно-D 4, как кислоты и 7 различных аминов (А1 ~ А7, см. рисунок 5 для деталей) для аминирования. Шприц реакторы и вакуумный коллектор будет использоваться для выполнения синтеза.
6. Хлоранил Тест
Здесь мы показываем, три представительства MALDI спектры от PTA тримера с линкера. Как показано на фиг.6А, когда расщепляется при комнатной температуре с использованием 50%-ного раствора TFA / DCM, значительное ухудшение наблюдается. На рисунке 6A, пик 593 и 484 соответствуют линке?...
Пептидные третичные амиды (ПТС) представляют собой суперсемейство пептидомиметических олигомеров. Помимо хорошо изученных пептидов, пептоиды и N-метилированных пептидов, большая часть соединений в этой семье остается недостаточно изученной, Majorly из-за отсутствия синтетического мето?...
Авторы заявляют, что они не имеют конкурирующие финансовые интересы.
Авторы хотели бы поблагодарить доктора Jumpei Моримото и д-р Тодд Доран для ценную помощь. Эта работа была поддержана контрактом от 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 | 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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены