맞춤형 선구자로 수정하고, 구아니딘 그룹의 기능화
Summary
대응하는 전구체의 사용에 기초하여 알킬화 구아니딘의 합성을위한 프로토콜이 제시된다.
Abstract
구아니딘 그룹은 의약 화학에서 가장 중요한 pharmacophoric 그룹 중 하나입니다. 구아니딘기를 운반 유일한 아미노산은 아르기닌이다. 이 문서에서, 펩티드 리간드의 구아니딘 기의 개질을위한 쉬운 방법은 RGD 인테그린 – 결합 리간드의 예와 함께 제공된다. 또한, 최근 이러한 리간드의 구아니딘 기의 고유 변경합니다 (αv 및 α5 아형 사이 예) 서브 타입의 선택적인 조절을 가능하게하는 것이 입증되었다. 또한, 구아니딘기를 통해 작용하는 이전의 미지의 전략 증명하고, 합성 방법은 본 문서에 검토된다. 여기에 기술 된 변형 (N의 ω) 및 알킬화 아세틸 구아니딘기를 말단에 포함한다. 합성, 맞춤형 전구체 분자는 다음 미리 전송하는 직교 탈 아민과의 반응을 실시하는, 합성개질 구아니딘 그룹. 알킬화 구아니딘의 합성에 대해, 전구체는 N에 기초하여, N '- 디 – BOC-1 H 피라 졸 -1- 카르 복스 아미 딘은 실화 화합물, 선택 N -Boc- S의 대응 실화 유도체되는 전구체를 합성하기 위해 사용된다 – 단일 및 두 단계 반응에서 얻을 수 methylisothiourea.
Introduction
자연 리간드에서 가장 풍부한 pharmacophoric 그룹 중 여러 상호 작용 1, 2에 참여하고있다 구아니딘 그룹이다. 예를 들어, 수소 결합 상호 작용의 가능성이 4 배의 수소 공여체로서 작용하며 염다리 또는 양이온 – π 상호 작용과 같은 정전 상호 작용에 관여한다. 의약 화학에서, 이러한 그룹들은 구아니딘 모방 체 (5, 6)로 자주 있지만, 약물과 약물 후보 (4)에서 발견된다. 구아니딘 유사체의 개발을위한 이유는 유비쿼터스, 양전하 구아니딘 그룹의 제거뿐만 아니라 리간드의 친 유성의 조정이다. 펩티드 리간드에서 유일한 구아니딘 기 함유 아미노산 따라서 종종 펩티드 리간드의 생리 활성 영역에서 발견되는 아르기닌이다.
매우 홍보아르기닌 – 함유 리간드 패밀리 ominent 예는 RGD 결합 인테그린의 아과이다. 일반적으로, 인테그린은 모든 고등 생물에서 중요한 기능을 구비하고, 세포 부착 수용체의 클래스입니다. 이들 기능 중 일부는 세포 부착, 이동, 및 세포 생존을 포함한다. 따라서, 그들은 또한 암 및 섬유증 등의 병적 징후에 참여하고 있습니다. 인테그린은 24 개 현재 알려진 인테그린 아형 형성 α- 및 β 서브 유닛으로 구성된 이종이 량체 경막 단백질; 이들 8은 리간드 7의 트라이 펩타이드 서열의 Arg-의 Gly-의 Asp (RGD =)를 인식한다. 결합 영역은 세포 외 부분, 소위 인테그린 헤드 그룹 (8)이 두 아형 사이의 계면에 위치한다. RGD는 두 개의 일반적인 상호 작용에 의해 인식된다 : 베타 소단위에 있으며, 리간드에 카르 복실 산을 결합하는 금속 이온 의존성 접착 사이트 (MIDAS) 영역 (차 측을)의 ASP 단계; 및 알파 서브 유닛에있는 리간드의 구아니딘 기. 인테그린 하위 유형의 대부분은 난잡한하고 자연 세포 외 기질 (ECM) 9 리간드의 적어도 일부를 공유 할 수 있습니다. 따라서, 인공 인테그린 리간드의 개발에 주요 초점은 높은 결합 친 화성, 하위 유형의 선택 외에입니다. 구아니딘 그룹 : 최근에, 우리는 하위 유형 선택적 리간드의 생성을위한 핵심 요소를 공개 할 수 있었다. 별개의 변형을 통해, 그리고 αv- biselective 대한 리간드가 α5 아형을 함유하는 인테그린 후 다른-α 서브 유닛 (10)을 구별 할 수있는 구아니딘 기, 간단한 수정에 의해 선택적 화합물로 전환 될 수있다.
αv의 주머니, 구아니딘 기는 Asp218 11, 12 두자리 염다리를 통해 측면에서 상호 작용한다. 이 상호 작용 C도 (α5에서 Asp227로 여기) α5β1에서 관찰 될 수 있지만, 또한 끝에서 Gln의 잔기 (Gln221)와 구아니딘 기의 상호 작용이 관찰되었다 (13). 상기 구아니딘 N의 ω의 메틸화와 구아니딘 기의 N의 δ의 메틸화로 측에 상호 작용을 차단 한 경우에, 다른 경우 : 따라서, 우리는 두 개의 대향 방법 구아니딘기를 변형 최종에 상호 작용을 차단. 놀랍게도,이 작은 수정은 리간드의 완벽한 선택 이동되었다. 알킬화뿐만 아니라, 새로운 기능화 방법은이 책에서 소개되었다. pentapeptidic 리간드의 유형에 대한 고전적인 작용 방법은, 결합에 관여하지 않는 아미노산의 측쇄 결합을 통해 (예, (C)의 K (RGDfK)) 14, 15. 이리,바인딩 중요 – – 아실 또는 알킬 링커 우리 관능 구아니딘을 수정하여도 좋다 보여준다. 결합을 위해 필수적인 양의 전하가 유지되며, 모델은 결합 주머니 장쇄 포인트, 따라서 상기 링커의 부착을위한 이상적 가능성을 제공하고 (단위 라벨링 제안 예를 들면, 형광 표지 또는 분자에 대한 킬레이트 영상).
이 작품에서 우리는 아르기닌 함유 리간드의 구아니딘 그룹의 수정을위한 예비 단계에 집중한다. 이것은 더 이상 링커 단위로 N ω -methylated 종의 합성뿐만 아니라, 구아니딘을 포함한다. 다른 변형 아실 및 알킬 그룹을 포함한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
guanidinylation 용 전구체 ((N 나) V) C (OrnD (m 니어) Gf를), 고상 펩티드 합성 (SPPS) 표준 FMOC 프로토콜에 의해 합성되는 직교 탈 환상 펩티드 유도체이다. Ornithin 펩티드 골격의 고리 화 한 후 DMF 히드라진으로 탈 보호 될 수있는 직교 보호 된 유도체 (FMOC-Orn이며 (DDE) -OH)를 사용 하였다. 펩티드 전구체 화합물의 석출에 의해 그 이후의 동결 건조에 의해 정제한다.
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Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
TGK는 재정 지원을위한 TECHNISCHE Universität 뮌헨의 과학 및 공학 (IGGSE) 국제 대학원을 인정합니다. HK는 그들의 지원을위한 통합 단백질 과학 뮌헨 센터 (CIPSM)을 인정한다.
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 |
References
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