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

Wir danken der finanziellen Unterstützung durch das National Key R&D Program of China (2021YFC2103900); die Zuschüsse der Natural Science Foundation of China (21778009 und 21977010); die Natural Science Foundation der Provinz Guangdong (2022A1515010996 und 2020A1515010521): das Shenzhen Science and Technology Innovation Committee (RCJC20200714114433053, JCYJ201805081522131455 und JCYJ20200109140406047); und das Shenzhen-Hong Kong Institute of Brain Science-Shenzhen Fundamental Research Institutions Stipendium (2019SHIBS0004). Die Autoren bestätigen die Unterstützung der Zeitschrift durch Chemical Science, die Royal Society of Chemistry für Referenz 30 und das Journal of Organic Chemistry, American Chemical Society, für Referenz 31.

1. Vorbereitung der Ausrüstung
ACHTUNG: Morpholin, N,N-Dimethylformamid (DMF), Dichlormethan (DCM), N,N-Diisopropylethylamin (DIPEA), TFA, Morpholin, Piperidin, Diethylether und Methanol sind giftig, flüchtig und ätzend. Diese Reagenzien können den menschlichen Körper durch Einatmen, Verschlucken oder Hautkontakt schädigen. Verwenden Sie für alle chemischen Experimente Schutzausrüstung, einschließlich Einweghandschuhe, experimentelle Mäntel und Schutzbrillen.
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	<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. 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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>

Der in diesem Artikel beschriebene synthetische Ansatz bietet eine Methode zur Synthese zyklischer Peptide unter Verwendung von Cys und Met in der Peptidsequenz, in der die grundlegenden linearen Peptide durch gängige Festphasen-Peptidsynthesetechniken aufgebaut werden. Für die Bisalkylierung von cyclischen Peptiden zwischen Cys und Met kann die gesamte Syntheseroute in drei Hauptprozesse unterteilt werden: die Deprotection von Cys auf dem Harz, die Kopplung des Linkers und die Cyclisierung zwischen Cys und Met in eine...

Protein-Protein-Interaktionen (PPI)1 spielen eine zentrale Rolle in der Arzneimittelforschung und -entwicklung. Die Konstruktion stabilisierter Peptide mit fester Konformation durch chemische Mittel ist eine der wichtigsten Methoden zur Entwicklung mimetischer Motive von PPI2. Bisher wurden mehrere zyklische Peptide, die auf PPI abzielen, für den klinischen Einsatz entwickelt3. Die meisten Peptide sind auf eine α-Helix-Konformation beschränkt, um die Konformationsentropie zu verringern und die metabolische Stabilität, Zielbindungsaffinität und Zellpermeabilität zu verbessern 4,5. In den letzten 2 Jahrzehnten wurden die Seitenketten von Cys 6,7, Lysin8,9, Tryptophan 10, Arginin 11 und Met12,13 in unnatürliche Aminosäuren eingefügt, um das Peptid in eine zyklische Konformation zu fixieren. Solche zyklischen Peptide können auf einen einzigartigen chemischen Raum oder spezielle Stellen abzielen und dadurch eine kovalente Reaktion auslösen, um eine kovalente Protein-Peptid-Bindung14,15,16,17 zu bilden. In einem kürzlich veröffentlichten Bericht von Yu et al. wurde ein Chloracetamid in der Domäne von Peptidliganden verankert, was eine kovalente Konjugationsreaktion mit ausgezeichneter Proteinspezifität gewährleistet18. Darüber hinaus wurden elektrophile Gefechtsköpfe wie Acrylamid und Arylsulfonylfluorid (ArSO2F) von Walensky et al.19 weiter in Peptide eingebaut, um stabilisierte kovalente Peptidinhibitoren zu bilden und die Antitumorwirkung von Peptidinhibitoren zu verbessern. Daher ist es sehr wichtig, eine zusätzliche funktionelle Gruppe einzuführen, um Protein-Peptid-Liganden kovalent zu modifizieren20. Diese Gruppen reagieren nicht nur mit Proteinen auf der Seitenkette, sondern stabilisieren auch die Sekundärstruktur des Peptids21. Die Anwendung kovalent modifizierter Proteine, die durch Peptidliganden induziert werden, ist jedoch aufgrund des komplizierten Syntheseweges und der unspezifischen Bindung der chemischen Gruppen22,23 begrenzt. Effektive Strategien zur Synthese zyklischer Peptide sind daher dringend erforderlich.
Inspiriert von den vielfältigen Strategien der zyklischen Peptide 2,24,25,26 versucht dieses Protokoll, eine einfache und effiziente Methode zur Stabilisierung von Peptiden zu entwickeln. Darüber hinaus stellten wir fest, dass die Seitenkettengruppe eines stabilen Peptids kovalent mit einem Zielprotein reagieren konnte, wenn es räumlich nahe an den Peptidliganden war. Der Mangel an chemisch modifiziertem Met wurde 2013 von der Deming-Gruppe durch die Entwicklung einer neuartigen Methode zur Herstellung des selektiv modifizierten Peptids Methionin27 behoben. Vor diesem Hintergrund konzentrierten sich die Shi et al. auf die Entwicklung des Ringverschlusses von Seitenketten zu einem Sulfoniumsalzzentrum. Wenn sich der Peptidligand mit dem Zielprotein verbindet, reagiert die Sulfoniumsalzgruppe kovalent mit dem räumlich nahen Cys-Protein. In den letzten Jahren haben Shi et al. eine neue Methode zur Stabilisierung des zyklischen Peptids28 entwickelt. Das Sulfoniumsalz auf dem cyclischen Peptid wurde durch ein Reduktionsmittel mit einer Sulfhydrylgruppe reduziert, die reversibel zu Met reduziert wurde. Die Reaktion hatte jedoch eine geringe Effizienz, was für nachfolgende biologische Anwendungsstudien schädlich war. In der aktuellen Studie wurde eine Met-Cys- und Propargybromid-Cys-Ringschlussreaktion entworfen, bei der ein einzelnes Sulfoniumsalz auf der Seitenkette des cyclischen Peptids verbleibt. Das Sulfoniumsalz fungierte als neuer Gefechtskopf, der in räumlicher Nähe kovalent mit dem Protein Cys reagierte. Kurz gesagt, ein Cys- und Met-mutiertes Peptid wurde durch intramolekulare Alkylierung zyklisiert, was zur Erzeugung eines On-Tether-Sulfoniumzentrums führte. In diesem Prozess war die Bildung einer Seitenkettenbrücke entscheidend für cyclische Peptide. Insgesamt beschreibt dieses Protokoll eine detaillierte sulfoniumbasierte Peptidcyclisierung, die unter einfachen Reaktionsbedingungen und Operationen erreicht wird. Ziel ist es, eine mögliche Methode für weitere breite biologische Anwendungen zu entwickeln.

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	<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

In den letzten Jahren haben zyklische Peptide aufgrund ihrer hervorragenden biologischen Aktivitäten zunehmend Aufmerksamkeit im Bereich der Wirkstoffforschung erregt und werden daher klinisch eingesetzt. Es ist daher wichtig, effektive Strategien für die Synthese zyklischer Peptide zu suchen, um ihre Anwendung im Bereich der Wirkstoffforschung zu fördern. Dieser Artikel berichtet über ein detailliertes Protokoll für die effiziente Synthese zyklischer Peptide unter Verwendung von Harz- oder intramolekularer (intermolekularer) Bisalkylierung. Unter Verwendung dieses Protokolls wurden lineare Peptide synthetisiert, indem die Festphasenpeptidsynthese mit Cystein (Cys) und Methionin (Met) gleichzeitig auf dem Harz gekoppelt wurde. Ferner wurden cyclische Peptide durch Bisalkylierung zwischen Met und Cys unter Verwendung eines abstimmbaren Tether und eines On-Tether-Sulfoniumzentrums synthetisiert. Die gesamte Syntheseroute kann in drei Hauptprozesse unterteilt werden: die Deprotection von Cys auf dem Harz, die Kopplung des Linkers und die Cyclisierung zwischen Cys und Met in einer Trifluoressigsäure (TFA) -Spaltlösung. Darüber hinaus wurde, inspiriert von der Reaktivität des Sulfoniumzentrums, eine Propargylgruppe an das Met gebunden, um die Thiol-In-Addition auszulösen und ein zyklisches Peptid zu bilden. Danach wurden die Rohpeptide getrocknet und in Acetonitril gelöst, getrennt und anschließend mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) gereinigt. Das Molekulargewicht des cyclischen Peptids wurde durch Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) bestätigt, und die Stabilität der cyclischen Peptidkombination mit dem Reduktionsmittel wurde weiter mittels HPLC bestätigt. Zusätzlich wurde die chemische Verschiebung im cyclischen Peptid mittels 1 H Kernspinresonanz (1H NMR) Spektren analysiert. Insgesamt zielte dieses Protokoll darauf ab, eine effektive Strategie für die Synthese zyklischer Peptide zu etablieren.

Alle linearen Peptide wurden auf Rink-amid-MBHA-Harz durch manuelle Fmoc-Festphasensynthese synthetisiert. Ein Modell zyklisches Hexapeptid (Ac (cyclo-I)-WMAAAC-NH2) wurde wie in Abbildung 5A beschrieben konstruiert. Insbesondere wurde durch Met-Alkylierung ein neues chirales On-Tether-Zentrum erzeugt, wobei die beiden Epimere des zyklischen Peptids (Ia, Ib) durch Reverse-Phase-HPLC bestätigt wurden. Weiterhin wurden die Umwandlung und das Verhältnis von Epimeren mittels der Int...

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Constructing Cyclic Peptides Using an On-Tether Sulfonium Center

Dieses Protokoll stellt die Synthese zyklischer Peptide durch Bisalkylierung zwischen Cystein und Methionin und die einfache Thiol-In-Reaktion dar, die durch das Propargylsulfoniumzentrum ausgelöst wird.

Konstruktion zyklischer Peptide mit einem On-Tether-Sulfoniumzentrum

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

In diesem Protokoll wurde das Sulfoniumsalz konstruiert, das als neue Hand fungieren konnte, die mit dem Protein Cystein auf die besondere Nähe reagierte. Der Vorteil dieser Technik war, dass diese Reaktion schnell und effizient und Met-katalysatorfrei war und eine einfache und effiziente Methode zur Stabilisierung von Peptiden entwickelte. Zu Beginn wird die N-terminale 9-Fluorinylmethyloxycarbonyl-Deprotection-Lösung aus 20% Piperidin oder 50% Morpholin und DMF in einem 500-Milliliter-Becherglas oder -Kolben hergestellt.Dann fügen Sie 10 Milliliter der Deprotection-Lösung in die Säule und blasen Stickstoff für 30 Minuten oder zweimal für fünf Minuten in die Lösung. Lassen Sie die Lösung mit einer Vakuumpumpe ab und waschen Sie das Harz nacheinander fünfmal mit Dichlormethan und N,N-Dimethylformamid. Um das Harz als dunkelgelbe Farblösung zu erkennen, fügen Sie einen Milliliter N, N-Dimethylformamid zu einer kleinen Menge Harz hinzu und fügen Sie 200 Mikroliter 5% Ninhydrin zu einem Glasrohr hinzu.Erhitzen Sie es drei Minuten lang bei 130 Grad Celsius, um Veränderungen in der Harzfarbe zu beurteilen. Für die Kopplung von Peptiden wird eine Mischungslösung wie im Manuskript beschrieben in einem Polypropylenröhrchen hergestellt und in drei Milliliter N,N-Dimethylformamid gelöst. Dann fügen Sie 173 Mikroliter N, N-Diisopropylethylamin oder 154 Mikroliter N, N'diisopropylcarbodiimid zur Lösung hinzu, um die Aminosäure zu inaktivieren.Als nächstes fügen Sie die Mischung mit Harz in die Säule und blasen Sie sie zwei Stunden lang mit Stickstoff auf. Nach dem Ankuppeln einen Milliliter N,N-Dimethylformamid zu einer kleinen Menge Harz hinzufügen und 200 Mikroliter 5% Ninhydrin in ein Glasrohr geben. Erhitzen Sie es drei Minuten lang bei 130 Grad Celsius, während das Harz farblos wird, was das Fehlen einer freien Aminogruppe vor dem Deprotektionsschritt bestätigt.Nach dem Abtropfen der Lösung waschen Sie das Harz wie zuvor demonstriert und geben Sie 10 Milliliter der Deprotection-Lösung in die Säule. Dann 30 Minuten oder zweimal fünf Minuten lang mit Stickstoff sprudeln. Und wieder fügen Sie eine neue Lösung hinzu.Fügen Sie 10 Milliliter wasserfreies Methanol mit Harz zur Dehydrierung in die Säule und trocknen Sie sie mit Stickstoff für die nächste Verwendung. Wiegen Sie 100 Milligramm des Harzes in eine Säule und waschen Sie das Harz vor dem Kupplungsschritt mit Dichlormethan und N,N-Dimethylformamid. Eine Lösung zum Entfernen der Trityl-L-Cystein-Schutzgruppe wird durch Zugabe von Trifluoressigsäure, Triisopropylsilan und Dichlormethan in einem 100-Milliliter-Becherglas oder -kolben zum Entfernen der Schutzgruppe hergestellt.Geben Sie fünf bis 10 Milliliter der vorbereiteten Lösung in die Säule, um die Schutzgruppe für 10 Minuten zu entfernen. Wiederholen Sie sechsmal mit stickstoffsprudelndem Stickstoff, bis die gelbe Farbe vollständig verschwindet. Nach dem Ablassen der Lösung durch eine Vakuumpumpe waschen Sie das Harz wie zuvor gezeigt.Anschließend wird eine Lösung für die Reaktion mit degeschütztem Cystein durch Zugabe von dihalogeniertem Linker und N,N-Diisopropylethylamin in einem 50-Milliliter-Becherglas oder -Kolben mit N,N-Dimethylformamid hergestellt. Geben Sie fünf bis 10 Milliliter der Reaktionslösung in die Säule, um mindestens drei Stunden lang mit geschütztem Cystein zu reagieren, wobei Stickstoff sprudelt. Lassen Sie die Lösung erneut mit einer Vakuumpumpe ab und waschen Sie das Harz nacheinander, wie zuvor gezeigt.Zur Herstellung der Peptidcyclisierungslösung wird ein Trifluoressigsäuregemisch in ein 20-Milliliter-Becherglas oder einen Kolben im Abzug für die Peptidcyclisierung gegeben. Dann fünf bis 10 Milliliter der Mischungslösung in das Polypropylenrohr geben und das Harz drei Stunden lang unter dem Trifluoressigsäurecocktail spalten. Nach dem Dehydrieren und Waschen des Harzes, bevor der Kupplungsschritt zuvor demonstriert wurde, wird eine 1%ige Ameisensäure-wässrige Lösung und ein Millimolarpropargylbromid hergestellt und der Methioninpeptidlösung zugegeben.Als nächstes schütteln Sie die Kopplungsreaktion von Methionin und Propargylabromid bei Raumtemperatur für 12 Stunden. Nach der Reaktion das Produkt in einem Polypropylenrohr und Acetonitril lösen und durch eine 0,22 Mikrometer lange Filtermembran filtrieren. Dann reinigen Sie die Lösung sofort durch Umkehrphasen-HPLC und gefriertrocknen Sie sie zu Pulver für die nächste Verwendung.Die synthetisierten cyclischen Peptide mittels Bis-Alkylierung zwischen Cystein und Methionin wurden durch HPLC- und LCMS-Spektrum charakterisiert, was zeigt, dass die Epimere unterschiedliche Retentionszeiten und identische Molekulargewichte aufwiesen. Die HPLC-Spuren der Epimere und ihres konjugierten Produkts zeigten die zeitabhängige Umwandlung zwischen dem cyclischen Peptid und seinem Produkt. Das Molekulargewicht zyklischer Peptide, die unter Verwendung einer Thiol-In-Reaktion synthetisiert wurden, wurde mittels LCMS bestimmt und das Peptid wurde mittels HPLC isoliert und gereinigt.Die Peptide wurden weiter durch Protonen-NMR und heteronukleäre einzelne quantenkohärente Spektren charakterisiert, was die chemische Verschiebung enthüllte. Protonen-NMR-Spektren der zeitabhängigen Umwandlung zwischen cyclischem Peptid und Dithiothreitol und Deuteriumoxid wurden erhalten, um die Stabilität des Peptids aufgrund der Öffnung des Sulfoniumrings zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass nach 24 Stunden keine Additions- oder Ringöffnungsprodukte gebildet wurden.Dieses Verfahren etablierte eine effektive Strategie zur Synthese zyklischer Peptide. Die Reaktion besagt, dass die Selektivität auch durch die Bildung einer Bestätigung verbessert wird, die das Cyclisierungspeptid stabilisiert, was darauf hindeutet, dass zyklische Peptide vielversprechende Arzneimittelkatalysatoren waren.

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

Mikrowellen-unterstützte Funktionalisierung von Poly (Ethylenglycol) und On-Harz Peptide zur Verwendung in Kettenpolymerisationen und Hydrogelierung

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 ...

Forschung

Chemie

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

Bildung geordneter Strukturen Biomolekulare durch die Selbstorganisation von kurzen Peptiden

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

Entwicklung eines Backbone zyklische Peptid-Bibliothek als potentielle Antiparasiten Therapeutics unter Mikrowellenbestrahlung

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

Synthese cyclischer Polymere und Charakterisierung ihrer Diffusionsbewegung im geschmolzenen Zustand auf der Einzelmolekülebene

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

Einblicke in die Wechselwirkungen von Aminosäuren und Peptide mit anorganischen Materialien Verwendung von Einzelmolekülkraftspektroskopie

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

Zeitaufgelöste photophysikalischen Charakterisierung der Triplett-Ernte organische Verbindungen in einer sauerstofffreien Umgebung verwenden eine 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

Mithilfe von zyklischer Voltammetrie, UV-Vis-NIR und EPR Spectroelectrochemistry organische Verbindungen analysieren

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

Bau von Thioether/Vinyl-sulfid-angebunden spiralförmige Peptide über Foto-induzierte Thiol-ene/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

Synthese und Charakterisierung von 1,2-Dithiolane geändert selbstorganisierende Peptide

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

Ein Mikrophysiologisches System für die pharmakokinetische und toxikologische Beurteilung von Arzneimitteln/Leber

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