L'efficiente sintesi in fase solida di un peptide funzionalizzato bis-peptide trimero di utilizzare un "sicura" procedura clivaggio dalla resina HMBA descritto.
Nel 1962, RB Merrifield pubblicato la prima procedura utilizzando sintesi in fase solida del peptide come un nuovo percorso per sintetizzare in modo efficiente peptidi. Questa tecnica subito dimostrato la sua soluzione più vantaggiosa in fase predecessore in termini di tempo e lavoro. Miglioramenti relativi alla natura del supporto solido, i gruppi di protezione impiegati e dei metodi di attacco utilizzati nel corso degli ultimi cinque decenni hanno solo aumentato l'utilità del sistema originale di Merrifield. Oggi, l'uso di un Boc e protezione basato su base / nucleofilo strategia di resina scindibile o Fmoc e protezione basato su resina acida strategia scindibile, introdotta da RC Sheppard, sono più comunemente utilizzati per la sintesi di peptidi 1.
Ispirato strategia solido supportato Merrifield, abbiamo sviluppato un Boc / terz-butil fase solida strategia di sintesi per l'assemblaggio di funzionalizzati bis-peptidi 2, che è qui descritti. L'uso di sintesi in fase solida rispetto to soluzione fase metodologia non è solo vantaggiosa in termini di tempo e di lavoro come descritto da Merrifield 1, ma consente anche una maggiore facilità nella sintesi del bis-peptide librerie. La sintesi qui dimostrano che incorpora una fase finale di scissione che utilizza due step "sicura" meccanismo per liberare il funzionalizzato bis-peptide dalla resina mediante formazione dichetopiperazina.
Bis-peptidi sono rigidi, spiro-scala oligomeri di bis-amminoacidi in grado di posizionare la funzionalità in modo prevedibile e progettabili, controllato dal tipo e la stereochimica delle unità monomeriche e la connettività tra ogni monomero. Ogni bis-amminoacido è un stereochimicamente puro, ciclico scaffold che contiene due aminoacidi (un acido carbossilico con una α-ammina) 3,4. Il nostro laboratorio sta attualmente indagando le potenzialità funzionali del bis-peptidi attraverso una vasta gamma di settori tra cui catalisi, interazioni proteina-proteina e nanomaterials.
L'approccio sintetico qui presentato fornisce un metodo per la sintesi di funzionalizzati bis-peptidi da blocchi acido bis-ammino costruzione utilizzando comuni tecniche in fase solida di sintesi peptidica. La sintesi di monomeri di questi "mattoni" PRO4 di trans-4-idrossiprolina 3 è altamente scalabile ed è stato completato con successo alla fase idantoina a 600 mmol (234 g) scala (non pubblicato). Una volta che i monomeri sono in mano, l'uso di tecniche in fase solida fornisce un metodo più rapido di bis-peptide sintesi del nostro attuale soluzione fase metodologia 4 eliminando la necessità di reazione work-up e purificazioni intermedi.
La sfida primario in sintesi in fase solida viene diagnosi progressi sintetico e risolvere problemi in quanto non intermedi sono isolati. Questo ha portato allo sviluppo di numerosi test colorimetrici comprese quelle per identificare se ammine libere (Kaiser Test 10) o senza idrossidoYLS (Methyl Red Test 7), sono esposti su resina. Sfortunatamente, il test comunemente usato Kaiser 10 non è generalmente applicabile nel nostro sintesi in fase solida per l'utilizzo quasi esclusivo di ammine secondarie o ammine attaccati ad un carbonio quaternario. Altre opzioni per la valutazione di resina HMBA includono divisioni di prova utilizzando un nucleofilo quale idrazina 11, quantitativa scissione Fmoc monitorato da UV / Vis 1,11, e la cattura e l'analisi in arrivo composti attivati.
Un altro problema trascurato in sintesi in fase solida è la natura ripetitiva di passaggi sintetici richieste dall'operatore. Cosciente di questo, gli autori consiglia vivamente l'uso di un foglio di calcolo o lista di controllo durante l'esecuzione di qualsiasi manuale in fase solida sintesi peptidica.
La difficoltà nell'utilizzare bis-peptidi per sintesi in fase solida rispetto alle comuni α-amminoacidi include il potenziale per accoppiamenti più difficile a causa sterico hinDrance, la necessità di on-resina chiusure dichetopiperazina e deprotections simultanee (Boc / tBu; Cbz / tBu). Un altro difficilmente è quello di conseguire rilascio quantitativa dalla resina utilizzando questa "sicura" metodo rispetto a mezzi più convenzionali. Con questi fattori in mente, è molto probabile che un'ulteriore ottimizzazione di questo metodo può essere realizzato e le iniziative attuali sono in corso nel nostro gruppo per migliorare il metodo presentato qui.
The authors have nothing to disclose.
Gli autori desiderano ringraziare il Dr. Zachary Z. Brown e Jennifer Alleva per lo sviluppo iniziale di questa tecnica di sintesi in fase solida e Matthew Parker FL utili per le discussioni. Questo lavoro è supportato dalla Defense Threat Reduction Agency (DOD-DTRA) (HDTRA1-09-1-0009) e Horst Witzel Fellowship Award supportato da Cephalon, Inc.
Name | Company | Catalogue Number | コメント |
HMBA-Am Resin | NovaBiochem | 855018 | |
MSNT | NovaBiochem | 851011 | |
NMI | Sigma-Aldrich | 336092 | Toxic, Corrosive |
DCM | Sigma-Aldrich | D65100 | Carcinogenic |
Anhydrous DCM | Acros | 34846 | Carcinogenic |
33% Hydrogen Bromide in Acetic Acid | Sigma-Aldrich | 248630 | Toxic, Corrosive, Fumes when open |
DIPEA | Sigma-Aldrich | 387649 | Flammable, Toxic, Corrosive |
DMF | Fisher Scientific | AC27960 | Flammable, Toxic |
Anhydrous DMF | Acros | 34843 | Flammable, Toxic |
HOAt | GenScript | C01568 | |
DIC | Acros | BP590 | Flammable, Toxic, Corrosive |
TFA | Sigma-Aldrich | T6508 | Toxic, Corrosive |
TIPS | Acros | 21492 | Flammable, Toxic |
Piperidine | Sigma-Aldrich | 104094 | Flammable, Toxic, Corrosive |
HATU | GenScript | C01566 | Toxic |
NMP | Acros | 36438 | Toxic |
DMAP | NovaBiochem | 851055 | Toxic |
Methyl Red | Sigma-Aldrich | 250198 | |
THF | Sigma-Aldrich | 401757 | Flammable, Toxic, Peroxide Forming |
Pyrrolidine | Sigma-Aldrich | P73803 | Flammable, Toxic, Corrosive |
Dimethyl Sulfoxide | Fisher | D1281 | |
SPPS Reaction Vessels | Grace | 211108 | |
LCMS | Agilent | 1200 Series | |
Semi-Prep LC | Hewlett Packard | 1100 Series | |
Lyophilizer | Labconco | 7934027 | |
Rotovapor | Buchi | R-210 Series | |
Argon | Airgas | AR PP300CT |