Name: constructing cyclic peptides using an on-tether sulfonium center
Uploaded: 2022-09-28T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Constructing Cyclic Peptides Using an On-Tether Sulfonium Center at JoVE.com

Vi anerkender økonomisk støtte fra Kinas nationale centrale F &U-program (2021YFC2103900); Natural Science Foundation of China-tilskud (21778009 og 21977010); Naturvidenskabsfonden i Guangdong-provinsen (2022A1515010996 og 2020A1515010521): Shenzhen Science and Technology Innovation Committee, (RCJC20200714114433053, JCYJ201805081522131455 og JCYJ20200109140406047); og Shenzhen-Hong Kong Institute of Brain Science-Shenzhen Fundamental Research Institutions bevilling (2019SHIBS0004). Forfatterne anerkender tidsskriftsstøtte fra Chemical Science, The Royal Society of Chemistry til reference 30 og The Journal of Organic Chemistry, American Chemical Society, til reference 31.

1. Forberedelse af udstyr
FORSIGTIG: Morfolin, N, N-dimethylformamid (DMF), dichlormethan (DCM), N, N-diisopropylethylamin (DIPEA), TFA, morfolin, piperidin, diethylether og methanol er giftige, flygtige og ætsende. Disse reagenser kan skade menneskekroppen gennem indånding, indtagelse eller hudkontakt. Til alle kemiske eksperimenter skal du bruge beskyttelsesudstyr, herunder engangshandsker, eksperimentelle frakker og beskyttelsesbriller.
<ol><li>Alle peptidsubstrater kon...

<ol>
	<li>Arkin, M. R., Tang, Y. Y., Wells, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small-molecule+inhibitors+of+protein-protein+interactions:+Progressing+toward+the+reality.">Small-molecule inhibitors of protein-protein interactions: Progressing toward the reality.</a> Chemistry Biology. 21 (9), 1102-1114 (2014).</li><li>Shi, X. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+stapling+of+unprotected+peptides+via+chemoselective+methionine+bis-alkylation/dealkylation.">Reversible stapling of unprotected peptides via chemoselective methionine bis-alkylation/dealkylation.</a> Chemical Science. 9 (12), 3227-3232 (2018).</li><li>Muttenthaler, M., King, G. F., Adams, D. J., Alewood, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trends+in+peptide+drug+discovery.">Trends in peptide drug discovery.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 20 (4), 309-325 (2021).</li><li>White, C. J., Yudin, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contemporary+strategies+for+peptide+macrocyclization.">Contemporary strategies for peptide macrocyclization.</a> Nature Chemistry. 3 (7), 509-524 (2011).</li><li>Victoria, G. G., Reddy, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+the+synthesis+of+organic+chloramines+and+their+insights+into+health+care.">Recent advances in the synthesis of organic chloramines and their insights into health care.</a> New Journal of Chemistry. 45, 8386-8408 (2021).</li><li>Kim, J. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conformation+and+stereoselective+reduction+of+hapten+side+chains+in+the+antibody+combining+site.">Conformation and stereoselective reduction of hapten side chains in the antibody combining site.</a> Journal of the American Chemical Society. 113 (24), 9392-9394 (1991).</li><li>Waddington, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+organometallic+strategy+for+cysteine+borylation.">An organometallic strategy for cysteine borylation.</a> Journal of the American Chemical Society. 143 (23), 8661-8668 (2021).</li><li>Luong, H. X., Bui, H. T. P., Tung, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+all-hydrocarbon+stapling+technique+in+the+design+of+membrane-active+peptides.">Application of the all-hydrocarbon stapling technique in the design of membrane-active peptides.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 65 (4), 3026-3045 (2022).</li><li>G&#243;ngora-Ben&#237;tez, M., Tulla-Puche, J., Albericio, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifaceted+roles+of+disulfide+bonds.+peptides+as+therapeutics.">Multifaceted roles of disulfide bonds. peptides as therapeutics.</a> Chemical Reviews. 114 (2), 901-926 (2014).</li><li>Li, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cooperative+stapling+of+native+peptides+at+lysine+and+tyrosine+or+arginine+with+formaldehyde.">Cooperative stapling of native peptides at lysine and tyrosine or arginine with formaldehyde.</a> Angewandte Chemie International Edition. 60 (12), 6646-6652 (2021).</li><li>Blaum, B. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lysine+and+arginine+side+chains+in+glycosaminoglycan-protein+complexes+investigated+by+NMR,+cross-Linking,+and+mass+spectrometry:+a+case+study+of+the+factor+h-heparin+Interaction.">Lysine and arginine side chains in glycosaminoglycan-protein complexes investigated by NMR, cross-Linking, and mass spectrometry: a case study of the factor h-heparin Interaction.</a> Journal of the American Chemical Society. 132 (18), 6374-6381 (2010).</li><li>Petitdemange, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+tuning+of+elastin-like+polypeptide+properties+via+methionine+oxidation.">Selective tuning of elastin-like polypeptide properties via methionine oxidation.</a> Biomacromolecules. 18 (2), 544-550 (2016).</li><li>Kadlcik, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reductive+modification+of+a+methionine+residue+in+the+amyloid-beta+peptide.">Reductive modification of a methionine residue in the amyloid-beta peptide.</a> Angewandte Chemie International Edition. 45 (16), 259 (2006).</li><li>Reguera, L., Rivera, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multicomponent+reaction+toolbox+for+peptide+macrocyclization+and+stapling.">Multicomponent reaction toolbox for peptide macrocyclization and stapling.</a> Chemical Reviews. 119 (17), 9836-9860 (2019).</li><li>Reddy, C. B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antiviral+activity+of+3-(1-chloropiperidin-4-yl)-6-fluoro+benzisoxazole+2+against+white+spot+syndrome+virus+in+freshwater+crab,+Paratelphusa+hydrodomous.">Antiviral activity of 3-(1-chloropiperidin-4-yl)-6-fluoro benzisoxazole 2 against white spot syndrome virus in freshwater crab, Paratelphusa hydrodomous.</a> Aquaculture Research. 47 (8), 2677-2681 (2015).</li><li>Embaby, A. M., Schoffelen, S., Kofoed, C., Meldal, M., Diness, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rational+tuning+of+fluorobenzene+probes+for+cysteine-selective+protein+modification.">Rational tuning of fluorobenzene probes for cysteine-selective protein modification.</a> Angewandte Chemie International Edition. 57 (27), 8022-8026 (2018).</li><li>Jiang, H. F., Chen, W. J., Wang, J., Zhang, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+N-terminal+modification+of+peptides+and+proteins:+recent+progresses+and+applications.">Selective N-terminal modification of peptides and proteins: recent progresses and applications.</a> Chinese Chemical Letters. 33 (1), 80-88 (2022).</li><li>Yu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PDZ-reactive+peptide+activates+ephrin-B+reverse+signaling+and+inhibits+neuronal+chemotaxis.">PDZ-reactive peptide activates ephrin-B reverse signaling and inhibits neuronal chemotaxis.</a> ACS Chemical Biology. 11 (1), 149-158 (2016).</li><li>Huhn, A. J., Guerra, R. M., Harvey, E. P., Bird, G. H., Walensky, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+covalent+targeting+of+anti-apoptotic+BFL-1+by+cysteine-reactive+stapled+peptide+inhibitors.">Selective covalent targeting of anti-apoptotic BFL-1 by cysteine-reactive stapled peptide inhibitors.</a> Cell Chemical Biology. 23 (9), 1123-1134 (2016).</li><li>Chow, H. Y., Zhang, Y., Matheson, E., Li, X. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ligation+technologies+for+the+synthesis+of+cyclic+peptides.">Ligation technologies for the synthesis of cyclic peptides.</a> Chemical Reviews. 119 (17), 9971-10001 (2019).</li><li>Zhang, H. Y., Chen, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclic+peptide+drugs+approved+in+the+last+two+decades+(2001-2021).">Cyclic peptide drugs approved in the last two decades (2001-2021).</a> RSC Chemical Biology. 3 (1), 18-31 (2021).</li><li>Lee, Y. J., Han, S. H., Lim, Y. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+stabilization+and+multimerization+of+a+peptide+alpha-helix+by+stapling+polymerization.">Simultaneous stabilization and multimerization of a peptide alpha-helix by stapling polymerization.</a> Macromolecular Rapid Communications. 37 (13), 1021-1026 (2016).</li><li>Karthikeyan, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-viral+activity+of+methyl+1-chloro-7-methyl-2-propyl-1h-benzo[d]+imidazole-5-carboxylate+against+white+spot+syndrome+virus+in+freshwater+crab+(Paratelphusa+hydrodromous).">Anti-viral activity of methyl 1-chloro-7-methyl-2-propyl-1h-benzo[d] imidazole-5-carboxylate against white spot syndrome virus in freshwater crab (Paratelphusa hydrodromous).</a> Aquaculture International. 30, 989-998 (2022).</li><li>Zhao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crosslinked+aspartic+acids+as+helix-nucleating+templates.">Crosslinked aspartic acids as helix-nucleating templates.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55 (39), 12088-12093 (2016).</li><li>Hu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in-tether+chiral+center+modulates+the+helicity,+cell+permeability,+and+target+binding+affinity+of+a+peptide.">An in-tether chiral center modulates the helicity, cell permeability, and target binding affinity of a peptide.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55 (28), 8013-8017 (2016).</li><li>Hu, K., Sun, C., Li, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+and+versatile+on-tether+modification+of+chiral-center-induced+helical+peptides.">Reversible and versatile on-tether modification of chiral-center-induced helical peptides.</a> Bioconjugate Chemistry. 28 (7), 2001-2007 (2017).</li><li>Kramer, J. R., Deming, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+chemoselective+tagging+and+functionalization+of+methionine+containing+peptides.">Reversible chemoselective tagging and functionalization of methionine containing peptides.</a> Chemical Communications. 49 (45), 5144-5146 (2013).</li><li>Shi, X. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+stapling+of+unprotected+peptides+via+chemoselective+methionine+bisalkylation/dealkylation.">Reversible stapling of unprotected peptides via chemoselective methionine bisalkylation/dealkylation.</a> Chemical Science. 9 (12), 3227-3232 (2018).</li><li>Merrifield, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid+phase+synthesis.+Nobel+lecture,+8+December+1984.">Solid phase synthesis. Nobel lecture, 8 December 1984.</a> Bioscience Reports. 5 (5), 353-376 (1985).</li><li>Wang, D. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sulfonium+tethered+peptide+ligand+rapidly+and+selectively+modifies+protein+cysteine+in+vicinity.">A sulfonium tethered peptide ligand rapidly and selectively modifies protein cysteine in vicinity.</a> Chemical Science. 10 (19), 4966-4972 (2019).</li><li>Hou, Z. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sulfonium+triggered+thiol-yne+reaction+for+cysteine+modification.">A sulfonium triggered thiol-yne reaction for cysteine modification.</a> The Journal of Organic Chemistry. 85 (3), 1698-1705 (2020).</li><li>Reguera, L., Rivera, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multicomponent+reaction+toolbox+for+peptide+macrocyclization+and+stapling.">Multicomponent reaction toolbox for peptide macrocyclization and stapling.</a> Chemical Reviews. 119 (17), 9836-9860 (2019).</li></ol>

Den syntetiske tilgang, der er beskrevet i dette papir, giver en metode til syntetisering af cykliske peptider ved hjælp af Cys og Met i peptidsekvensen, hvor de grundlæggende lineære peptider konstrueres ved almindelige fastfasepeptidsynteseteknikker. Til bisalkylering af cykliske peptider mellem Cys og Met kan hele den syntetiske rute opdeles i tre hovedprocesser: afbeskyttelse af Cys på harpiksen, koblingen af linkeren og cykliseringen mellem Cys og Met i en trifluoreddikesyrespaltningsopløsning. Især blev fjern...

Protein-protein-interaktioner (PPI'er)1 spiller en central rolle i forskning og udvikling af lægemidler. Konstruktion af stabiliserede peptider med en fast konformation ved kemiske midler er en af de vigtigste metoder til udvikling af mimetiske motiver af PPI'er2. Til dato er der udviklet flere cykliske peptider, der er målrettet mod PPI'er til klinisk brug3. De fleste peptider er begrænset til en α-helix-konformation for at mindske konformationsentropien og forbedre den metaboliske stabilitet, målbindende affinitet og cellepermeabilitet 4,5. I de sidste 2 årtier er sidekæderne af Cys 6,7, lysin8,9, tryptophan 10, arginin 11 og Met12,13 blevet indsat i unaturlige aminosyrer for at fiksere peptidet i en cyklisk konformation. Sådanne cykliske peptider kan målrette mod et unikt kemisk rum eller specielle steder og derved udløse en kovalent reaktion for at danne protein-peptidkovalent binding14,15,16,17. I en nylig rapport af Yu et al. blev et chloracetamid forankret på peptidligandernes domæne, hvilket sikrede en kovalent konjugationsreaktion med fremragende proteinspecificitet18. Desuden blev elektrofile sprænghoveder, såsom acrylamid og arylsulfonylfluorid (ArSO2F), yderligere inkorporeret i peptider af Walensky et al.19 for at danne stabiliserede peptidkovalente hæmmere og forbedre antitumoreffekten af peptidhæmmere. Derfor er det meget vigtigt at introducere en yderligere funktionel gruppe for kovalent at ændre protein-peptidligander20. Disse grupper reagerer ikke kun med proteiner på sidekæden, men stabiliserer også den sekundære struktur afpeptidet 21. Anvendelsen af kovalent modificerede proteiner induceret af peptidligander er imidlertid begrænset på grund af den komplicerede syntetiske vej og den ikke-specifikke binding af de kemiske grupper22,23. Der er derfor et presserende behov for effektive strategier til syntese af cykliske peptider.
Inspireret af de mangfoldige strategier for cykliske peptider 2,24,25,26 forsøger denne protokol at udvikle en enkel og effektiv metode til stabilisering af peptider. Derudover bemærkede vi, at sidekædegruppen af et stabilt peptid kunne reagere kovalent med et målprotein, når det var rumligt tæt på peptidliganderne. Manglen på kemisk modificeret Met blev udfyldt af Deming-gruppen i 2013 ved at udvikle en ny metode til fremstilling af selektivt modificeret peptid methionin27. Baseret på denne baggrund fokuserede Shi et al. på udviklingen af ringlukningen af sidekæder for at danne et sulfoniumsaltcenter. Når peptidliganden kombineres med målproteinet, reagerer sulfoniumsaltgruppen kovalent med det rumligt tætte Cys-protein. I de senere år har Shi et al. designet en ny metode til stabilisering af cyklisk peptid28. Sulfoniumsaltet på det cykliske peptid blev reduceret med et reduktionsmiddel med en sulfhydrylgruppe, der blev reversibelt reduceret til Met. Reaktionen havde imidlertid lav effektivitet, hvilket var skadeligt for efterfølgende biologiske applikationsundersøgelser. I den nuværende undersøgelse blev der designet en Met-Cys og propargylbromid-Cys ringlukningsreaktion, hvor et enkelt sulfoniumsalt forblev på sidekæden af det cykliske peptid. Sulfoniumsaltet fungerede som et nyt sprænghoved, der reagerede kovalent med proteinet Cys under rumlig nærhed. Kort fortalt blev et Cys og Met muteret peptid cycliseret ved intramolekylær alkylering, hvilket resulterede i dannelsen af et on-tether sulfoniumcenter. I denne proces var dannelsen af en sidekædebro kritisk for cykliske peptider. Samlet set beskriver denne protokol en detaljeret sulfoniumbaseret peptidcyklisering, der opnås ved hjælp af enkle reaktionsbetingelser og operationer. Målet er at udvikle en potentiel metode til yderligere brede biologiske anvendelser.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1,3-bis(bromomethyl)-benzen</td>
			<td>Energy</td>
			<td>D0215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,3-Dimethylbarbituric acid</td>
			<td>Energy</td>
			<td>A46873</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1H NMR and HSQC</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>&#160;AVANCE-III 400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Hydroxybenzotriazole hydrate</td>
			<td>Energy</td>
			<td>E020543</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-(7-azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N&#39;,N&#39;-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HATU)</td>
			<td>Energy</td>
			<td>A1797</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-mercaptopyridine</td>
			<td>Energy</td>
			<td>Y31130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-Aminocaproic acid</td>
			<td>Energy</td>
			<td>A010678</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic anhydride</td>
			<td>Energy</td>
			<td>A01021454</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>9758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium carbonate</td>
			<td>Energy</td>
			<td>12980</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane (DCM)</td>
			<td>Energy</td>
			<td>W330229</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Heating Cooling Drybath</td>
			<td>&#160;Thermo Scientific</td>
			<td>88880029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diisopropylethylamine (DIPEA)</td>
			<td>Energy</td>
			<td>W320014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl formamide (DMF)</td>
			<td>Energy</td>
			<td>B020051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dithiothreitol</td>
			<td>Energy</td>
			<td>A10027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrospray Ionization Mass</td>
			<td>SHIMADZU2020</td>
			<td>&#160;LC-MS2020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Ala-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R30101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Arg(Pbf)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R30201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Cys(Trt)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R30501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Gln(Trt)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R30601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Glu(OtBu)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R30701</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-His(Boc)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R30902</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Ile-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R31001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Lys(Boc)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R31201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Met-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R31301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Pro-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R31501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Ser(tBu)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R31601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Thr(tBu)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R31701</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Trp(Boc)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R31801</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Tyr(tBu)-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R31901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fmoc-Val-OH</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd</td>
			<td>R32001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formic acid</td>
			<td>Energy</td>
			<td>W810042</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Performance Liquid 
			Chromatography</td>
			<td>SHIMADZU</td>
			<td>LC-2030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>9758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Morpholine</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>M109062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N&#39;-Diisopropylcarbodiimide</td>
			<td>Energy</td>
			<td>B010023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ninhydrin Reagent</td>
			<td>Energy</td>
			<td>N7285</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propargyl bromide</td>
			<td>Energy</td>
			<td>W320293</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rink Amide MBHA resin</td>
			<td>Nanjing Peptide Biotech Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solid Phase Extraction (SPE) Sample Collection Plates</td>
			<td>&#160;Thermo Scientific</td>
			<td>60300-403</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrakis(triphenylphosphine) palladium</td>
			<td>Energy</td>
			<td>T1350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Three-way stopcocks</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>7328107</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylamine</td>
			<td>Energy</td>
			<td>B010737</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid (TFA)</td>
			<td>J&#38;K</td>
			<td>101398</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triisopropylsilane (TIS)</td>
			<td>Energy</td>
			<td>T1533</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

constructing cyclic peptides using an on-tether sulfonium center

I de senere år har cykliske peptider tiltrukket stigende opmærksomhed inden for lægemiddelopdagelse på grund af deres fremragende biologiske aktiviteter, og som følge heraf anvendes de nu klinisk. Det er derfor afgørende at søge effektive strategier til syntetisering af cykliske peptider for at fremme deres anvendelse inden for lægemiddelopdagelse. Dette papir rapporterer en detaljeret protokol for effektiv syntese af cykliske peptider ved anvendelse af on-harpiks eller intramolekylær (intermolekylær) bisalkylering. Ved hjælp af denne protokol blev lineære peptider syntetiseret ved at drage fordel af fastfasepeptidsyntese med cystein (Cys) og methionin (Met) koblet samtidigt på harpiksen. Endvidere blev cykliske peptider syntetiseret via bisalkylering mellem Met og Cys ved hjælp af en indstillelig tether og et on-tether sulfoniumcenter. Hele den syntetiske rute kan opdeles i tre hovedprocesser: afbeskyttelse af Cys på harpiksen, koblingen af linkeren og cykliseringen mellem Cys og Met i en trifluoreddikesyre (TFA) spaltningsopløsning. Desuden, inspireret af sulfoniumcentrets reaktivitet, blev en propargylgruppe knyttet til Met for at udløse thiol-yne-tilsætning og danne et cyklisk peptid. Derefter blev de rå peptider tørret og opløst i acetonitril, adskilt og derefter renset ved højtydende væskekromatografi (HPLC). Molekylvægten af det cykliske peptid blev bekræftet af væskekromatografi-massespektrometri (LC-MS), og stabiliteten af den cykliske peptidkombination med reduktionsmidlet blev yderligere bekræftet ved anvendelse af HPLC. Derudover blev det kemiske skift i det cykliske peptid analyseret af 1 H kernemagnetisk resonans (1H NMR) spektre. Samlet set havde denne protokol til formål at etablere en effektiv strategi for syntetisering af cykliske peptider.

Alle de lineære peptider blev syntetiseret på Rink-amid MBHA-harpiks ved standard manuel Fmoc fastfasesyntese. En model cyklisk hexapeptid (Ac (cyclo-I)-WMAAAC-NH2) blev konstrueret som beskrevet i figur 5A. Især blev et nyt chiralt center genereret af Met-alkylering, med de to epimerer af cyklisk peptid (Ia, Ib) bekræftet af omvendt fase HPLC. Endvidere blev konverteringen og forholdet mellem epimerer bestemt ved hjælp af integrationen af omvendt fase HPLC. Cyklisk Ac-(cyclo...

Watch this Scientific Journal Video about Constructing Cyclic Peptides Using an On-Tether Sulfonium Center at JoVE.com

Constructing Cyclic Peptides Using an On-Tether Sulfonium Center

Denne protokol præsenterer syntesen af cykliske peptider via bisalkylering mellem cystein og methionin og den letkøbte thiol-yne-reaktion udløst af propargylsulfoniumcentret.

Konstruktion af cykliske peptider ved hjælp af et on-tether sulfoniumcenter

In recent years, cyclic peptides have attracted increasing attention in the field of drug discovery due to their excellent biological activities, and, as ...

I denne protokol blev sulfoniumsaltet konstrueret, der kunne fungere som en ny hånd, der reagerede med proteinet cystein på den særlige nærhed. Fordelen ved denne teknik var, at denne reaktion var hurtig og effektiv og Met-katalysatorfri og udviklede en enkel og effektiv metode til stabilisering af peptider. Til at begynde med fremstilles N-terminal 9-fluorinyl-methyloxycarbonyl-afbeskyttelsesopløsning af 20% piperidin eller 50% morpholin og DMF i et 500 ml bægerglas eller kolbe.Derefter tilsættes 10 ml af afbeskyttelsesopløsningen til søjlen og bobles nitrogen i opløsningen i 30 minutter eller to gange i fem minutter. Opløsningen drænes med en vakuumpumpe, og harpiksen vaskes sekventielt i fem gange med dichlormethan og N, N-dimethylformamid. For at detektere harpiksen som en mørk gul farveopløsning tilsættes en milliliter N, N-dimethylformamid til en lille mængde harpiks og tilsættes 200 mikroliter 5% ninhydrin til et glasrør.Varm det op ved 130 grader Celsius i tre minutter for at vurdere ændringer i harpiksfarven. Til kobling af peptider fremstilles en blandingsopløsning som beskrevet i manuskriptet i et polypropylenrør og opløses i tre milliliter N, N-dimethylformamid. Derefter tilsættes 173 mikroliter N, N-diisopropylethylamin eller 154 mikroliter N, N'diisopropylcarbodiimid til opløsningen for at inaktivere aminosyren.Derefter tilsættes blandingen til søjlen med harpiks og bobles den med nitrogen i to timer. Efter kobling tilsættes en milliliter N, N-dimethylformamid til en lille mængde harpiks og tilsættes 200 mikroliter 5% ninhydrin til et glasrør. Varm det op ved 130 grader Celsius i tre minutter, mens harpiksen skiftede til farveløs, hvilket bekræfter fraværet af en fri aminogruppe før afbeskyttelsestrinnet.Efter dræning af opløsningen vaskes harpiksen som tidligere demonstreret, og der tilsættes 10 ml af afbeskyttelsesopløsningen til søjlen. Boble derefter med nitrogen i 30 minutter eller to gange i fem minutter. Og igen, tilføj frisk løsning.Tilsæt 10 ml vandfri methanol til søjlen med harpiks til dehydrering og tør med nitrogen til næste brug. 100 milligram harpiks vejes i en kolonne, og harpiksen vaskes med dichlormethan og N, N-dimethylformamid inden koblingstrinnet. Der fremstilles en opløsning til fjernelse af trityl-L-cysteinbeskyttelsesgruppen ved tilsætning af trifluoreddikesyre, triisopropylsilan og dichlormethan i et 100 ml bægerglas eller kolbe til fjernelse af beskyttelsesgruppen.Tilsæt fem til 10 ml af den tilberedte opløsning til søjlen for at fjerne beskyttelsesgruppen i 10 minutter. Gentag seks gange med nitrogenboblende, indtil den gule farve helt forsvinder. Efter dræning af opløsningen med en vakuumpumpe vaskes harpiksen som tidligere demonstreret.Derefter fremstilles en opløsning til reaktion med debeskyttet cystein ved tilsætning af dihalogeneret linker og N, N-diisopropylethylamin i et 50 ml bægerglas eller kolbe med N, N-dimethylformamid. Tilsæt fem til 10 ml af reaktionsopløsningen til søjlen for at reagere med beskyttet cystein i mindst tre timer med nitrogenboblende. Tøm igen opløsningen med en vakuumpumpe og vask harpiksen sekventielt som tidligere demonstreret.For at forberede peptidcykliseringsopløsningen tilsættes trifluoreddikesyreblanding i et 20 ml bægerglas eller kolbe i røghætten til peptidcyklisering. Derefter tilsættes fem til 10 ml af blandingsopløsningen til polypropylenrøret og spaltes harpiksen under trifluoreddikesyrecocktailen i tre timer. Efter dehydrering og vask af harpiksen, før koblingstrinnet er demonstreret tidligere, fremstilles en 1% myresyre vandig opløsning og et millimolært propargylbromid og tilsættes til methioninpeptidopløsningen.Ryst derefter koblingsreaktionen af methionin og propargylbromid ved stuetemperatur i 12 timer. Efter reaktionen opløses produktet i et polypropylenrør og acetonitril og filtreres gennem en 0,22 mikrometer filtermembran. Rens derefter opløsningen med omvendt fase HPLC med det samme, og frys tør den i pulver til næste brug.De syntetiserede cykliske peptider ved anvendelse af bis-alkylering mellem cystein og methionin blev karakteriseret ved HPLC- og LCMS-spektrum, hvilket viser, at epimererne udviste forskellige retentionstider og identiske molekylvægte. HPLC-sporene af epimererne og dets konjugerede produkt viste den tidsafhængige omdannelse mellem det cykliske peptid og dets produkt. Molekylvægten af cykliske peptider syntetiseret ved anvendelse af en thiol-yne-type reaktion blev bestemt af LCMS, og peptidet blev isoleret og oprenset af HPLC.Peptiderne blev yderligere karakteriseret ved proton NMR og heteronukleære enkeltkvantekohærente spektre, hvilket afslørede det kemiske skift. Proton NMR-spektre af den tidsafhængige omdannelse mellem cyklisk peptid og dithiothreitol og deuteriumoxid blev opnået for at undersøge stabiliteten af peptid på grund af åbning af sulfoniumringen. Resultaterne viste, at der ikke blev dannet additions- eller ringåbningsprodukter efter 24 timer.Denne procedure etablerede en effektiv strategi til syntetisering af cykliske peptider. Reaktionen siger, at selektiviteten også forbedres ved at danne en bekræftelse, der stabiliserer cykliseringspeptidet, hvilket indikerer, at cykliske peptider var lovende lægemiddelkatalysator.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisteret Funktionalisering af poly (ethylenglycol) og On-harpiks peptider til i Chain Polymeriseringer og Hydrogel Dannelse

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

Dannelse af Bestilte Biomolekylær Strukturer af Self-samling af korte peptider

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Development of a Backbone Cyclic Peptide Library as Potential Antiparasitic Therapeutics Using Microwave Irradiation

Udvikling af en Backbone cyklisk peptid Bibliotek som potentielle Antiparasitære Therapeutics Brug mikrobølgebestråling

Protein-protein interactions (PPIs) are intimately involved in almost all biological processes and are linked to many human diseases. Therefore, there is ...

Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

Syntese af cycliske polymere og karakterisering af deres diffusive Motion i Melt stat på det indre Molecule Level

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

Indsigt i samspillet mellem aminosyrer og peptider med uorganiske materialer Brug Single-Molecule force spektroskopi

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Time-resolved Photophysical Characterization of Triplet-harvesting Organic Compounds at an Oxygen-free Environment Using an iCCD Camera

Tidsopløst Photophysical karakterisering af Triplet-høst organiske forbindelser på en ilt-frit miljø ved hjælp af en iCCD kamera

Here, we present a sensible method of the acquisition and analysis of time-resolved photoluminescence using an ultrafast iCCD camera. This system enables ...

Using Cyclic Voltammetry, UV-Vis-NIR, and EPR Spectroelectrochemistry to Analyze Organic Compounds

Ved hjælp af cyklisk Voltammetry, UV-Vis-NIR og EPR Spectroelectrochemistry til at analysere organiske forbindelser

Cyclic voltammetry (CV) is a technique used in the analysis of organic compounds. When this technique is combined with electron paramagnetic resonance ...

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

Konstruere Thioether/Vinyl sulfid-tøjret spiralformet peptider Via foto-induceret Thiol-fje/yne Hydrothiolation

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

Synthesis and Characterization of 1,2-Dithiolane Modified Self-Assembling Peptides

Syntese og karakterisering af 1,2-Dithiolane ændret selvsamlende peptider

This report focuses on the synthesis of an N-terminus 1,2-dithiolane modified self-assembling peptide and the characterization of the resulting ...

An Intestine/Liver Microphysiological System for Drug Pharmacokinetic and Toxicological Assessment

Et mikrofysiologisk system for lægemiddelmakokinetisk og toksikologisk vurdering af tarmen/leversystemet

The recently introduced microphysiological systems (MPS) cultivating human organoids are expected to perform better than animals in the preclinical tests ...