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 erkänner ekonomiskt stöd från Kinas nationella nyckel-FoU-program (2021YFC2103900); Natural Science Foundation of China beviljar (21778009 och 21977010); Natural Science Foundation i Guangdong-provinsen (2022A1515010996 och 2020A1515010521): Shenzhen Science and Technology Innovation Committee, (RCJC20200714114433053, JCYJ201805081522131455 och JCYJ20200109140406047); och Shenzhen-Hong Kong Institute of Brain Science-Shenzhen Fundamental Research Institutions bidrag (2019SHIBS0004). Författarna erkänner tidskriftsstöd från Chemical Science, The Royal Society of Chemistry för referens 30 och Journal of Organic Chemistry, American Chemical Society, för referens 31.

1. Förberedelse av utrustning
VARNING: Morfolin, N,N-dimetylformamid (DMF), diklormetan (DCM), N,N-diisopropyletylamin (DIPEA), TFA, morfolin, piperidin, dietyleter och metanol är giftiga, flyktiga och frätande. Dessa reagenser kan skada människokroppen genom inandning, intag eller hudkontakt. För alla kemiska experiment, använd skyddsutrustning, inklusive engångshandskar, experimentella rockar och skyddsglasögon.
<ol><li>Konstruera alla peptidsubstrat på rink-amid ...

<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>

Det syntetiska tillvägagångssättet som beskrivs i detta dokument ger en metod för att syntetisera cykliska peptider med användning av Cys och Met i peptidsekvensen, där de grundläggande linjära peptiderna konstrueras av vanliga fastfaspeptidsyntestekniker. För bisalkylering av cykliska peptider mellan Cys och Met kan hela den syntetiska vägen delas in i tre huvudprocesser: avskyddet av Cys på hartset, kopplingen av länkaren och cykliseringen mellan Cys och Met i en trifluorättiksyraklyvningslösning. I synne...

Protein-proteininteraktioner (PPI)1 spelar en avgörande roll i läkemedelsforskning och utveckling. Att konstruera stabiliserade peptider med en fast konformation med kemiska medel är en av de viktigaste metoderna för att utveckla mimetiska motiv av PPI2. Hittills har flera cykliska peptider som riktar sig mot PPI utvecklats för klinisk användning3. De flesta peptider är begränsade till en α-helix-konformation för att minska konformationsentropin och förbättra den metaboliska stabiliteten, målbindande affinitet och cellpermeabilitet 4,5. Under de senaste 2 decennierna har sidokedjorna av Cys 6,7, lysin8,9, tryptofan 10, arginin 11 och Met12,13 satts in i onaturliga aminosyror för att fixera peptiden i en cyklisk konformation. Sådana cykliska peptider kan rikta in sig på ett unikt kemiskt utrymme eller speciella platser och därigenom utlösa en kovalent reaktion för att bilda protein-peptidkovalent bindning14,15,16,17. I en ny rapport från Yu et al., en kloracetamid förankrades på domänen för peptidligander, vilket säkerställde en kovalent konjugeringsreaktion med utmärkt proteinspecificitet18. Dessutom införlivades elektrofila stridsspetsar, såsom akrylamid och arylsulfonylfluorid (ArSO2F), ytterligare i peptider av Walensky et al.19 för att bilda stabiliserade peptidkovalenta hämmare och förbättra antitumöreffekten av peptidhämmare. Därför är det mycket viktigt att införa ytterligare en funktionell grupp för att kovalent modifiera proteinpeptidligander20. Dessa grupper reagerar inte bara med proteiner på sidokedjan utan stabiliserar också peptidens sekundära struktur21. Appliceringen av kovalent modifierade proteiner inducerade av peptidligander är emellertid begränsad på grund av den komplicerade syntetiska vägen och den ospecifika bindningen av de kemiska grupperna22,23. Effektiva strategier för syntes av cykliska peptider är därför brådskande.
Inspirerad av de mångsidiga strategierna för cykliska peptider 2,24,25,26, försöker detta protokoll utveckla en enkel och effektiv metod för att stabilisera peptider. Dessutom noterade vi att sidokedjegruppen i en stabil peptid kunde reagera kovalent med ett målprotein när det var rumsligt nära peptidliganderna. Bristen på kemiskt modifierad Met fylldes av Deming-gruppen 2013 genom att utveckla en ny metod för att producera selektivt modifierad peptidmetionin27. Baserat på denna bakgrund fokuserade Shi et al. på utvecklingen av ringförslutningen av sidokedjor för att bilda ett sulfoniumsaltcentrum. När peptidliganden kombineras med målproteinet reagerar sulfoniumsaltgruppen kovalent med det rumsligt nära Cys-proteinet. har under de senaste åren utformat en ny metod för att stabilisera cyklisk peptid28. Sulfoniumsaltet på den cykliska peptiden reducerades av ett reduktionsmedel med en sulfhydrylgrupp som reversibelt reducerades till Met. Reaktionen hade emellertid låg effektivitet, vilket var skadligt för efterföljande biologiska applikationsstudier. I den aktuella studien designades en Met-Cys- och propargylbromid-Cys-ringstängningsreaktion, med ett enda sulfoniumsalt kvar på sidokedjan av den cykliska peptiden. Sulfoniumsaltet fungerade som en ny stridsspets som reagerade kovalent med proteinet Cys under rumslig närhet. Kortfattat cyklades en Cys- och Met-muterad peptid genom intramolekylär alkylering, vilket resulterade i generering av ett on-tether sulfoniumcenter. I denna process var bildandet av en sidokedjebro avgörande för cykliska peptider. Sammantaget beskriver detta protokoll en detaljerad sulfoniumbaserad peptidcyklisering som uppnås med hjälp av enkla reaktionsbetingelser och operationer. Syftet är att utveckla en potentiell metod för ytterligare breda biologiska tillämpningar.

<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

Under de senaste åren har cykliska peptider väckt ökad uppmärksamhet inom läkemedelsupptäckt på grund av deras utmärkta biologiska aktiviteter, och som en följd av detta används de nu kliniskt. Det är därför viktigt att söka effektiva strategier för att syntetisera cykliska peptider för att främja deras tillämpning inom läkemedelsupptäckt. Detta dokument rapporterar ett detaljerat protokoll för effektiv syntes av cykliska peptider med användning av on-harts eller intramolekylär (intermolekylär) bisalkylering. Med hjälp av detta protokoll syntetiserades linjära peptider genom att dra nytta av fastfaspeptidsyntes med cystein (Cys) och metionin (Met) kopplade samtidigt på hartset. Vidare syntetiserades cykliska peptider via bisalkylering mellan Met och Cys med hjälp av en avstämbar tjuder och ett on-tether sulfoniumcenter. Hela den syntetiska vägen kan delas in i tre huvudprocesser: avskyddet av Cys på hartset, kopplingen av länkaren och cykliseringen mellan Cys och Met i en trifluorättiksyra (TFA) klyvningslösning. Dessutom, inspirerad av sulfoniumcentrets reaktivitet, fästes en propargylgrupp till Met för att utlösa tiolon-yne-tillsats och bilda en cyklisk peptid. Därefter torkades de råa peptiderna och löstes i acetonitril, separerades och renades sedan genom högpresterande vätskekromatografi (HPLC). Molekylvikten för den cykliska peptiden bekräftades genom vätskekromatografi-masspektrometri (LC-MS), och stabiliteten hos den cykliska peptidkombinationen med reduktanten bekräftades ytterligare med användning av HPLC. Dessutom analyserades det kemiska skiftet i den cykliska peptiden med 1 H kärnmagnetisk resonans (1H NMR) spektra. Sammantaget syftade detta protokoll till att upprätta en effektiv strategi för att syntetisera cykliska peptider.

Alla linjära peptider syntetiserades på Rink-amid MBHA-harts genom standard manuell Fmoc fastfassyntes. En modellcyklisk hexapeptid (Ac (cyklo-I)-WMAAAC-NH2) konstruerades enligt beskrivningen i figur 5A. I synnerhet genererades ett nytt on-tether kiralt centrum genom Met-alkylering, med de två epimererna av cyklisk peptid (Ia, Ib) bekräftad av omvänd fas HPLC. Vidare bestämdes omvandlingen och förhållandet mellan epimerer med användning av integrationen av omvänd fas HP...

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

Detta protokoll presenterar syntesen av cykliska peptider via bisalkylering mellan cystein och metionin och den facila tiolen-yne-reaktionen som utlöses av propargylsulfoniumcentret.

Konstruera cykliska peptider med hjälp av ett 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 detta protokoll konstruerades sulfoniumsaltet som kunde fungera som en ny hand som reagerade med proteinet cystein på den speciella närheten. Fördelen med denna teknik var att denna reaktion var snabb och effektiv och Met-katalysatorfri och utvecklade en enkel och effektiv metod för att stabilisera peptider. För att börja, förbered den N-terminala 9-fluorinyl-metyloxikarbonylavskräckningslösningen av 20% piperidin eller 50% morfolin och DMF i en 500-ml bägare eller kolv.Tillsätt sedan 10 ml av avskyddslösningen till kolonnen och bubblade kväve i lösningen i 30 minuter eller två gånger i fem minuter. Töm lösningen med en vakuumpump och tvätta hartset sekventiellt fem gånger med diklormetan och N, N-dimetylformamid. För att detektera hartset som en mörkgul färglösning, tillsätt en milliliter N, N-dimetylformamid till en liten mängd harts och tillsätt 200 mikroliter 5% ninhydrin till ett glasrör.Värm den vid 130 grader Celsius i tre minuter för att bedöma förändringar i hartsfärgen. För koppling av peptider, bereda en blandningslösning som beskrivs i manuskriptet i ett polypropenrör och lösa upp det i tre milliliter N, N-dimetylformamid. Tillsätt sedan 173 mikroliter N, N-diisopropyletylamin eller 154 mikroliter N, N'diisopropylkarbodiimid till lösningen för att inaktivera aminosyran.Tillsätt sedan blandningen till kolonnen med harts och bubbla den med kväve i två timmar. Efter koppling, tillsätt en milliliter N, N-dimetylformamid till en liten mängd harts och tillsätt 200 mikroliter 5% ninhydrin till ett glasrör. Värm den vid 130 grader Celsius i tre minuter medan hartset byttes till färglöst vilket bekräftar frånvaron av en fri aminogrupp före avskyddssteget.Efter tömning av lösningen, tvätta hartset som visats tidigare och tillsätt 10 ml av avskyddslösningen till kolonnen. Bubbla sedan med kväve i 30 minuter eller två gånger i fem minuter. Och igen, lägg till ny lösning.Tillsätt 10 ml vattenfri metanol till kolonnen med harts för uttorkning och torka med kväve för nästa användning. Väg upp 100 mg av hartset i en kolonn och tvätta hartset med diklormetan och N, N-dimetylformamid före kopplingssteget. Bered en lösning för att avlägsna trityl-L-cysteinskyddsgruppen genom tillsats av trifluorättiksyra, triisopropylsilan och diklormetanblandning i en 100 ml bägare eller kolv för avlägsnande av skyddsgruppen.Tillsätt fem till 10 ml av den beredda lösningen till kolonnen för att avlägsna skyddsgruppen i 10 minuter. Upprepa sex gånger med kvävebubblande tills den gula färgen helt försvinner. Efter tömning av lösningen med en vakuumpump, tvätta hartset som visats tidigare.Bered sedan en lösning för att reagera med avskyddat cystein genom att tillsätta dihalogenerad linker och N, N-diisopropyletylamin i en 50 ml bägare eller kolv med N, N-dimetylformamid. Tillsätt fem till 10 ml av reaktionslösningen till kolonnen för att reagera med skyddad cystein i minst tre timmar med kvävebubblande. Återigen, töm lösningen med en vakuumpump och tvätta hartset sekventiellt som visats tidigare.För att bereda peptidcykliseringslösningen, tillsätt trifluorättiksyrablandningen i en 20 ml bägare eller kolv i rökhuven för peptidcyklisering. Tillsätt sedan fem till 10 ml av blandningslösningen till polypropenröret och klyva hartset under trifluorättiksyracocktailen i tre timmar. Efter uttorkning och tvättning av hartset innan kopplingssteget demonstrerats tidigare, framställ en 1% myrsyra vattenlösning och en millimolär propargylbromid och tillsätt till metioninpeptidlösningen.Skaka sedan kopplingsreaktionen av metionin och propargylbromid vid rumstemperatur i 12 timmar. Efter reaktionen löser du upp produkten i ett polypropenrör och acetonitril och filtrerar det genom ett 0,22 mikrometer filtermembran. Rena sedan lösningen med omvänd fas HPLC omedelbart och frys den i pulver för nästa användning.De syntetiserade cykliska peptiderna med bis-alkylering mellan cystein och metionin kännetecknades av HPLC- och LCMS-spektrum, vilket visar att epimererna uppvisade distinkta retentionstider och identiska molekylvikter. HPLC-spåren av epimererna och dess konjugerade produkt visade den tidsberoende omvandlingen mellan den cykliska peptiden och dess produkt. Molekylvikten för cykliska peptider syntetiserade med användning av en tiol-yne-typreaktion bestämdes av LCMS och peptiden isolerades och renades av HPLC.Peptiderna kännetecknades vidare av proton-NMR och heteronukleära enkla kvantkoherenta spektra, vilket avslöjade det kemiska skiftet. Proton NMR-spektra av den tidsberoende omvandlingen mellan cyklisk peptid och ditiotreitol och deuteriumoxid erhölls för att utforska peptidens stabilitet på grund av öppning av sulfoniumringen. Resultaten visade att inga tillsats- eller ringöppningsprodukter bildades efter 24 timmar.Denna procedur etablerade en effektiv strategi för syntetisering av cykliska peptider. Reaktionen säger att selektiviteten också förbättrades genom att bilda en bekräftelse som stabiliserar cykliseringspeptiden, vilket indikerar att cykliska peptider var lovande läkemedelskatalysator.

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

Mikrovågsassisterad funktionalisering av poly (etylenglykol) och On-harts Peptider för användning i Chain Polymerisationer och Hydrogel Bildning

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

Bildning av Beställda Biomolecular Structures av självorganisering av korta 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

Utveckling av en Backbone cyklisk peptidbibliotek som Potential Antiparasitärt Therapeutics Använda mikrovågsstrålning

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

Syntes av cykliska polymerer och karakterisering av deras Diffusiv Motion i smält tillstånd vid enda molekyl nivå

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

Insikter Interaktioner av aminosyror och peptider med oorganiska material med hjälp av enda molekyl 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

Tid-löst Photophysical karakterisering av triplett-skörd organiska föreningar i en syrefri miljö med 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

Använda cyklisk voltametri, UV-Vis-NIR och EPR Spectroelectrochemistry att analysera organiska föreningar

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

Bygga Thioether/Vinyl sulfid-uppbundna spiralformade peptider Via foto-inducerad 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

Syntes och karakterisering av 1,2-Dithiolane modifierade själv montering 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

En tarm/lever Microphysiological System för Drug Farmakokinetiska och Toxikologiska Bedömning

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