Kişiye özel Prekürsorler tarafından Modifikasyon ve Guanidin Grubu işlevselleştirilmesi
Summary
tekabül eden ön bileşikler kullanımına dayalı alkil-modifiye edilmiş guanidinler sentezi için bir protokol verilmektedir.
Abstract
quanidin grubu tıbbi kimyada en önemli pharmacophoric gruplarından biridir. bir guanidin grubunu taşıyan yalnızca bir amino asit arginindir. Bu makalede, peptidik ligandlardaki guanidin grubunun modifikasyonu için kolay bir yöntem olup bir RGD bağlama integrini ligandlann bir örnek temin edilmiştir. Son zamanlarda, bu ligandların guanidin grubunun farklı modifikasyon (αv alt tipleri ve a5 arasında, örneğin) alt-tipinin seçici modülasyonuna izin verir olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, guanidin grubu vasıtasıyla işlevselleştirilmesi için eskiden bilinmeyen bir strateji ortaya konmuştur ve sentetik yaklaşım, bu belgede gözden geçirilmiştir. Burada tarif edilen modifikasyonlar (N-ω) alkile ve asetile guanidin grupları terminal içerir. sentezi için, ısmarlama haberci molekülleri daha sonra ön transfer etmek için bir ortogonal olarak koruması amin ile, bir reaksiyona tabi olan, sentezlenirmodifiye edilmiş guanidin grubudur. Alkile guanidinler sentezi için, ön-N göre, N'-Di-Boc-1 H-pirazol-1-karboksamidin asillenmiş bileşikleri, seçim, N-Boc- S uygun bir asilleştirilmiş türevidir habercisi sentezlenmesi için kullanılır – Bir ve iki aşamalı reaksiyonla elde edilebilir metilizotiyoüre.
Introduction
Doğal ligandlar en bol pharmacophoric gruplar arasında birden fazla etkileşimleri 1, 2 katılır guanidin grubudur. Örneğin, hidrojen bağ etkileşimleri potansiyel dört kat hidrojen vericisi olarak hizmet vermekte ve tuz köprüleri veya katyon π etkileşimleri, elektrostatik etkileşimleri, yer almaktadır. Ilaç kimyası alanında, bu grup, guanidin mimetikleri 5, 6 olarak çok sık birlikte, ilaçlar ve ilaç adayları 4 bulunur. guanidin mimetiklerinin tercih edilme sebebi her yerde, pozitif yüklü guanidin grubunun çıkarılması, hem de ligand lipofilisitesinin ayarlanmasıdır. peptidik ligandlarda, sadece guanidin grubu ihtiva eden bir amino asit, bu nedenle genellikle peptid ligandlar biyolojik olarak aktif bölgesinde bulunan, hangi arginindir.
Çok prBir arginin içeren ligand ailesi için ominent örneğin bir RGD bağlama integrinlerin alt familyasıdır. Genelde, integrinler bütün yüksek organizmalarda önemli işlevleri devralacak hücre yapışması reseptörlerinin, bir sınıfıdır. Bu işlevlerden bazıları hücre yapışması, göçü ve hücre yaşamını kapsar. Böylece, aynı zamanda, kanser ve fibroz gibi patolojik endikasyonlar, katılmaktadırlar. İntegrinler, 24 bilinen integrin alt türlerini oluşturmak, bir a- ve bir β-alt-birimini kapsayan transmembran heterodimerik proteinlerdir; 8 tanesi ligandları 7 tripeptid sırası Arg-Gly-Asp (= RGD) tanır. Bağlama bölgesi hücre dışı parçası, sözde integrin baş grubu 8, bu iki alt-tip arasındaki ara yüzeyde yer alır. RGD iki yaygın etkileşimleri tarafından kabul edilmektedir: beta alt bulunur ve ligandlar olarak karboksilik asit bağlandığı metal iyonu bağımlı yapışma bölgesini (MIDAS) bölge, (yan cha) Asp arasında; ve alfa alt bulunur ligandlar guanidin grubudur. Integrin alt tipleri çoğu rasgele ve onların doğal hücre-dışı matrisi (ECM) 9 ligandları en azından bir kısmını paylaşır. Böylece yapay integrin ligandları gelişimi için, temel odak noktası yüksek bağlama eğilimi, alt tip seçiciliği yanında olduğunu. guanidin grubu: Son zamanlarda, alt tip-selektif ligandların elde edilmesi için önemli bir unsur ortaya çıkarmak mümkün. Belirgin değişiklikler aracılığıyla, αv- ve için biselective ligandlar a5 içeren integrin alt tiplerinin daha sonra farklı α alt birimleri 10 ayırt edilebilir, guanidin grubu, basit modifikasyonlarla seçici bileşikler haline dönüştürülebilir.
Αv bir cebinde, guanidin grubu Asp218 11, 12 ile iki dişli bir tuzu köprüsü üzerinden yan taraflarının etkileşime girer. Bu etkileşim, CBir de (a5 olarak Asp227 ile, burada) α5β1 gözlemlenebilir, ancak ek olarak, bir uç-üzerinde Gln kalıntısının (Gln221) ile guanidin grubunun etkileşim yoktur 13 görülmektedir. Guanidin, N w metilasyonu ile, guanidin grubunun N ö metilasyonu ile yan üzerinde etkileşimi bloke ederek, bir durumda, ve diğer durumda: Bu şekilde, iki zıt yönden guanidin grubu değiştirilmiş sonu ile etkileşimini bloke eder. Şaşırtıcı bir şekilde, bu küçük bir değişiklik ligandlar tam bir seçicilik kaymasına yol açtı. alkilasyonu ek olarak, yeni bir fonksiyonlandırmalar yöntem bu yayında tanıtıldı. Pentapeptidic ligand bu tür klasik fonksiyonalizasyon yöntemi bağlanmada rol oynamayan bir amino asidin yan zinciri, konjugasyon yoluyla (örneğin, c K (RGDfK)) 14, 15. İşte,bağlanma için önemli olduğu – – bir asil ya da alkile edilmiş bir bağlayıcı ile biz işlevselleştirme guanidin değiştirerek de mümkün olduğunu göstermektedir. Bağlanma için gerekli olan pozitif yük muhafaza edilir, ve model bağlama cebinden uzun zincirli noktaları, böylece daha fazla bağlayıcıların bağlanması için ideal bir imkanı sağlanması ve (birimleri etiketleme göstermektedir, örneğin, bir flüoresan etiket veya molekül için bir şelatör görüntüleme).
Bu çalışmada, arginin ihtiva eden ligandlarla guanidin grubunun modifikasyonu için hazırlık aşamalarına konsantre. Bu daha uzun bir bağlayıcı birimleri ile N ω metillenmiş türlerin sentez ve aynı zamanda guanidin içerir. farklı modifikasyon asil ve alkil grupları ihtiva eder.
Protocol
Representative Results
Discussion
Guanidinylation için ön-madde ((N-Me) V) C (OrnD (Ot-Bu) Gf), katı-faz peptid sentezi (SPPS) içindeki bir standart Fmoc protokolü tarafından sentezlenmektedir olan bir ortogonal olarak koruması siklik peptit türevidir. Ornıtın peptid iskele siklizasyonu DMF içinde hidrazin ile koruması kaldırılabilir ortogonal korumalı türevinin, (Fmoc-Orn (Dde) ve OH), olarak kullanıldı. Peptid ön-madde bileşiği çökeltme ve bunu takiben liyofilizasyon ile saflaştırılır.
<p class…Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
TGK maddi destekleri için Technische Universität München Fen ve Mühendislik (IGGSE) Uluslararası Enstitüye kabul eder. HK destekleri için Entegre Protein Bilim Münih için Merkezini (CIPSM) kabul eder.
Materials
| N,N′-Di-Boc-1H-pyrazole-1-carboxamidine, 98% | Sigma Aldrich | 434167 ALDRICH | |
| Triphenylphosphine, 99% | Sigma Aldrich | T84409 SIGMA-ALDRICH | |
| Tetrahydrofuran, >99.5% | Carl Roth | 4745 | |
| Tetrahydrofuran anhydrous, 99.8% | Carl Roth | 5182 | |
| Methanol anhydrous, 99.8% | Sigma Aldrich | 322415 SIGMA-ALDRICH | |
| Diisopropyl azodicarboxylate, 98% | Sigma Aldrich | 225541 ALDRICH | |
| Dichlormethan, for synthesis, 99.5% | Carl Roth | 8424 | |
| Silica gel for flash chromtaography | Sigma Aldrich | 60738 SIGMA-ALDRICH | |
| n-Pentane, 99% | Carl Roth | 8720 | |
| n-Hexane, 99% | Carl Roth | CP47 | |
| Ethylacetate, 99.5% | Carl Roth | 7338 | |
| Aminohexanol, 95% | Sigma Aldrich | A56353 ALDRICH | |
| S-Methylisothiourea hemisulfate, 98% | Sigma Aldrich | M84445 ALDRICH | |
| Di-tert-butyl dicarbonate, 99% | Sigma Aldrich | 205249 ALDRICH | |
| N,N-Dimethylformamid, 99.8% | Carl Roth | A529 | |
| N,N-Diisopropylethylamin, 99.5% | Carl Roth | 2474 | |
| Acetic anhydrid, 99% | Carl Roth | 4483 | |
| Chlortrityl resin | Carbolution | CC11006 | |
| Fmoc-Gly-OH, 98% | Carbolution | CC05014 | |
| Piperidin, 99% | Sigma Aldrich | 104094 SIGMA-ALDRICH | |
| Fmoc-Orn(Dde)-OH | Iris-Biotech | FAA1502 | |
| HATU, 99% | Carbolution | CC01011 | |
| HOAt, 99% | Carbolution | CC01004 | |
| Fmoc-Val-OH | Carbolution | CC05028 | |
| 2-Nitrobenzenesulfonyl chloride, 97% | Sigma Aldrich | N11507 ALDRICH | |
| 2,4,6-Collidine, 99% | Sigma Aldrich | 27690 SIGMA-ALDRICH | |
| Mercaptoethanol, 99% | Sigma Aldrich | M6250 ALDRICH | |
| Diazabicycloundecen, 98% | Sigma Aldrich | 139009 ALDRICH | |
| Fmoc-D-Phe-OH, 98% | Sigma Aldrich | 47378 ALDRICH | |
| Fmoc-Asp(OtBu)-OH, 98% | Carbolution | CC05008 | |
| Hexafluoroisopropanol | Carbolution | CC03056 | |
| Diphenylphosphoryl azide, 97% | Sigma Aldrich | 178756 ALDRICH | |
| TFA, 99.9% | Carl Roth | P088 | |
| Triisopropylsilan, 98% | Sigma Aldrich | 233781 ALDRICH | |
| Acetonitrile, HPLC grade | Carl Roth | HN44 |
Referenzen
- Saczewski, F., Balewski, L. Biological activities of guanidine compounds. Exp. Opin. Ther. Patents. 19 (10), 1417-1448 (2009).
- Saczewski, F., Balewski, L. Biological activities of guanidine compounds, 2008-2012 update. Exp. Opin. Ther. Patents. 23 (8), 965-995 (2013).
- Wirth, T. H., Davidson, N. Mercury (II) Comlexes of Guanidine and Ammonia, and a general discussion of the Complexing of Mercury (II) by Nitrogen Bases. J. Am. Chem. Soc. 86 (20), 4325-4329 (1964).
- Berlinck, R. G., Burtoloso, A. C., Kossuga, M. H. The chemistry and biology of organic guanidine derivatives. Nat. Prod. Rep. 25, 919-954 (2008).
- Peterlin-Mašič, L., Kikelj, D. Arginine mimetics. Tetrahedron. 57 (33), 7073-7105 (2001).
- Peterlin-Mašič, L. Arginine mimetic structures in biologically active antagonists and inhibitors. Curr. Med. Chem. 13 (30), 3627-3648 (2006).
- Hynes, R. O. Integrins: bidirectional, allosteric signaling machines. Cell. 110 (6), 673-687 (2002).
- Liddington, R. C. Structural aspects of integrins. Adv. Exp. Med. Biol. 819, 111-126 (2014).
- Plow, E. F., Haas, T. A., Zhang, L., Loftusi, J., Smith, J. W. Ligand binding to integrins. J. Biol. Chem. 275 (29), 21785-21788 (2000).
- Kapp, T. G., Fottner, M., Maltsev, O. V., Kessler, H. Small cause, great impact – modification of guanidine group in RGD controls subtype selectivity. Angew. Chem. Int. Ed. 55, 1540-1543 (2016).
- Xiong, J. P., et al. Crystal structure of the extracellular segment of integrin alpha Vbeta3. Science. 294, 339-345 (2001).
- Xiong, J. P., et al. Crystal structure of the extracellular segment of integrin alpha Vbeta3 in complex with an Arg-Gly-Asp ligand. Science. 296 (5565), 151-155 (2002).
- Nagae, M., et al. Crystal structure of α5β1 integrin ectodomain: atomic details of the fibronectin receptor. J. Cell Biol. 197 (1), 131-140 (2012).
- Hersel, U., Dahmen, C., Kessler, H. RGD modified polymers: biomaterials for stimulated cell adhesion and beyond. Biomaterials. 24 (24), 4385-4415 (2003).
- Auernheimer, J., Dahmen, C., Hersel, U., Bausch, A., Kessler, H. Photoswitched Cell Adhesion on Surfaces with RGD Peptides. J. Am. Chem. Soc. 127 (46), 16107-16110 (2005).
- Corradini, D., Eksteen, E., Eksteen, R., Schoenmakers, P., Miller, N. . Handbook of HPLC. , (2011).
- de Hoffmann, E., Stroobant, V. . Mass Spectrometry: Principles and Applications. , (2007).
- Frank, A. O., et al. Conformational Control of Integrin-Subtype Selectivity in isoDGR Peptide Motifs: A Biological Switch. Angew. Chem. Int. Ed. 49 (48), 9278-9281 (2010).
- Rossiter, S., et al. Selective substrate-based inhibitors of mammalian dimethylarginine dimethylaminohydrolase. J. Med. Chem. 48 (14), 4670-4678 (2005).
- Weiss, S., Keller, M., Bernhardt, G., Buschauer, A., König, B. N(G)-Acyl-argininamides as NPY Y(1) receptor antagonists: Influence of structurally diverse acyl substituents on stability and affinity. Bioorg. Med. Chem. 18 (17), 6292-6304 (2010).
- Hammerschmidt, F., Kvaternik, H., Schweifer, A., Mereiter, K., Aigner, R. M. Improved Synthesis of No-Carrier-Added [*I]MIBG and Its Precursor. Synthesis. 44 (21), 3387-3391 (2012).
