Split-et-piscine Synthèse et caractérisation de peptides tertiaire Amide Bibliothèque
Summary
Peptides amides tertiaires (APE) sont une superfamille de peptidomimétiques qui incluent, mais ne sont pas limités à des peptides, des peptoïdes et les peptides N-méthylés. Nous décrivons ici une méthode synthétique qui combine à la fois divisée et-piscine et stratégies sous-monomères pour synthétiser un une bille bibliothèque d'un composé de PTA.
Abstract
Peptidomimetics sont d'excellentes sources de ligands protéiques. La nature oligomères de ces composés nous permet d'accéder à de grandes bibliothèques de synthèse sur phase solide en utilisant la chimie combinatoire. Une des classes les plus étudiés de peptidomimétiques est peptoids. Les peptoïdes sont faciles à synthétiser et ont été montrés pour être résistant à la protéolyse et de la cellule-perméable. Au cours de la dernière décennie, de nombreux ligands de protéines utiles ont été identifiés par criblage de banques de peptoïdes. Cependant, la plupart des ligands identifiés dans les bibliothèques peptoïdes ne s'affichent pas une affinité élevée, à de rares exceptions. Cela peut être dû, en partie, à l'absence de centres chiraux et des contraintes conformationnelles des molécules peptoïdes. Récemment, nous avons décrit une nouvelle voie de synthèse pour accéder peptides amides tertiaires (APE). PTA sont une superfamille de peptidomimétiques qui incluent, mais ne sont pas limités à des peptides, des peptoïdes et les peptides N-méthylés. Avec des chaînes latérales sur les deux α-carbone et des atomes d'azote principaux de la chaîne,la conformation de ces molécules sont grandement limitée par encombrement stérique et 1,3 allylique souche. (Figure 1) Notre étude suggère que ces molécules d'ATP sont très structurés en solution et peuvent être utilisés pour identifier des ligands protéiques. Nous croyons que ces molécules peuvent être une source future de ligands protéiques de haute affinité. Ici, nous décrivons la méthode de synthèse combinant la puissance de deux split-et-piscine et stratégies sous-monomères pour synthétiser un échantillon d'un cordon d'un composé (OBOC) bibliothèque de PTA.
Introduction
Sont des composés peptidomimétiques qui imitent la structure des peptides naturels. Ils sont conçus pour conserver l'activité biologique, tout en surmontant certains des problèmes associés aux peptides naturels, y compris la perméabilité cellulaire et la stabilité contre la protéolyse 1-3. En raison de la nature oligomère de ces composés, de grandes bibliothèques de synthèse peuvent être facilement accessibles par des voies de synthèse de sous-monomères ou monomères 4-7. Une des classes les plus étudiées de peptidomimétiques est peptoids. Les peptoïdes sont des oligomères de glycines N-alkylés qui peuvent être facilement synthétisés en utilisant une stratégie de sous-monomère 8, 9. Beaucoup de ligands de protéines utiles ont été identifiés avec succès de criblage de grandes banques de peptoïdes synthétique contre des cibles de protéines 1, 10-14. Néanmoins, "hits" identifiés dans les bibliothèques peptoïdes archives rarement très haute affinité vers des cibles protéiques 1,10-14,22. Une major différence entre les peptoïdes et les peptides naturels est que la plupart des peptoïdes n'ont généralement pas la capacité de former une structure secondaire en raison de l'absence de centres chiraux et des contraintes conformationnelles. Pour résoudre ce problème, plusieurs stratégies ont été développées au cours de la dernière décennie, en grande partie en se concentrant sur la modification des chaînes latérales contenues sur les principaux atomes d'azote de la chaîne 15-22. Récemment, nous avons développé une nouvelle voie de synthèse d'introduire des chaînes naturelles latérales d'acides aminés sur un squelette peptoïde pour créer peptides amides tertiaires 23.
Peptides amides tertiaires (APE) sont une famille de peptidomimétiques qui incluent, mais ne sont pas limités à des peptides (R 2 = H), les peptoïdes (R 1 = H) et les peptides N-méthylés super (R 1 ≠ H, R 2 = Me) . (Voir Figure 1) Notre voie de synthèse emploie des acides aminés naturels comme source de chiralité et des chaînes latérales sur le45; carbone, et les amines primaires disponibles dans le commerce pour fournir les N-substitutions. Par conséquent, un espace chimique plus grande que celle des peptides simples, des peptoïdes ou des peptides N-méthylés peuvent être explorées. Spectres de dichroïsme circulaire ont montré que les molécules d'ATP sont très structurés en solution. Caractérisation de l'un des complexes protéiques PTA-montre bien que les contraintes de conformation de PTA sont nécessaires pour la liaison. Récemment, nous avons également découvert que certaines des molécules d'ATP possèdent une meilleure perméabilité cellulaire que leurs homologues de peptoïdes et de peptides. Nous croyons que ces bibliothèques de PTA peuvent être une bonne source de ligands de haute affinité pour les protéines cibles. Dans cet article, nous allons discuter de la synthèse d'un échantillon d'une bille un composé (OBOC) bibliothèque de PTA dans les détails avec quelques meilleures conditions pour le couplage et le clivage de ces composés.
Protocol
Representative Results
Discussion
Peptides amides tertiaires (APE) sont une superfamille d'oligomères peptidomimétiques. Outre les peptides bien étudiés, peptoids et les peptides N-méthylés, une grande partie des composés de cette famille reste peu étudié, majorly raison d'un manque de méthode de synthèse pour accéder générales peptides N-alkylés. Ici, nous décrivons une méthode efficace pour synthétiser PTA avec des blocs de construction chiraux dérivés d'acides aminés. Auparavant, nous avons signalé à utiliser un nou…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs tiennent à remercier le Dr Jumpei Morimoto et le Dr Todd Doran pour une aide précieuse. Ce travail a été soutenu par un contrat du NHLBI (NO1-HV-00242).
Materials
| 2,4,6 trimethylpyridine | ACROS | 161950010 | CAS:108-75-8 |
| 2-morpholinoethanamine | Sigma-Aldrich | 06680 | CAS:2038-03-1 |
| 48% HBr Water solution | ALFA AESAR | AA14036AT | CAS:10035-10-6 |
| Acetaldehyde | Sigma-Aldrich | 402788 | CAS:75-07-0 |
| Acetonitrile | Fisher | SR015AA-19PS | CAS:75-05-8 |
| Anhydrous Tetrahydrofuran (THF) | EMD | EM-TX0277-6 | CAS:109-99-9 |
| Benzylamine | Sigma-Aldrich | 185701 | CAS:100-46-9 |
| bis(trichloromethyl) carbonate (BTC) | ACROS | 258950050 | CAS:32315-10-9 |
| Bromoacetic acid | ACROS | 106570010 | CAS:79-08-3 |
| Chloranil | Sigma-Aldrich | 23290 | CAS:118-75-2 |
| Cyclohexanemethylamine | Sigma-Aldrich | 101842 | CAS:3218-02-8 |
| D2O | Cambridge Isotope | DLM-4-99.8-1000 | CAS:7789-20-0 |
| D-alanine | Anaspec | 61387-100 | CAS:338-69-2 |
| Dichloromethane (DCM) | Fisher | BJ-NS300-20 | CAS:75-09-2 |
| Dimethylformamide (DMF) | Fisher | BJ-076-4 | CAS:68-12-2 |
| Ethylene glycol | Oakwood | 44710 | CAS:107-21-1 |
| Isopentylamine | Sigma-Aldrich | W321907 | CAS:107-85-7 |
| KBr | ACROS | 424070025 | CAS:7758-02-3 |
| L-alanine | Anaspec | 61385-100 | CAS:56-41-7 |
| 3-Methoxypropylamine | Sigma-Aldrich | M25007 | CAS:5332-73-0 |
| 2-Methoxyethylamine | Sigma-Aldrich | 143693 | CAS:109-85-3 |
| N-(3-Aminopropyl)-2-pyrrolidinone | Sigma-Aldrich | 136565 | CAS:7663-77-6 |
| N,N'-Diisopropylcarbodiimide (DIC) | ACROS | 115211000 | CAS:693-13-0 |
| N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) | Sigma-Aldrich | D125806 | CAS:7087-68-5 |
| NaNO2 | ACROS | 424340010 | CAS:7631-99-4 |
| NAOD 40% solution in water | ACROS | 200058-506 | CAS:7732-18-5 |
| Piperidine | ALFA AESAR | A12442-AE | CAS:110-89-4 |
| Piperonylamine | Sigma-Aldrich | P49503 | CAS:2620-50-0 |
| Propylamine | Sigma-Aldrich | 240958 | CAS:107-10-8 |
| Trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | 299537 | CAS:76-05-1 |
| α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid | Sigma-Aldrich | 39468 | CAS:28166-41-8 |
| α-ketoglutarate | ALFA AESAR | AAA10256-22 | CAS:328-50-7 |
| Tentagel Resin with RINK linker | Rapp-Polymere | S30023 | |
| Alanine transaminase | Roche | 10105589001 | AKA: Glutamate-Pyruvate Transaminase (GPT) |
| Incubator | New Brunswick Scientific | Innova44 | |
| NMR | Bruker | 400MHz | |
| MALDI mass spectrometer | Applied Biosystems | 4800 MALDI-TOF/TOF | |
| Lyophilizer | SP Scientific | VirTis benchtop K | |
| Syringe reactor | INTAVIS | Reaction Column | 3ml, 5ml, 10ml, 20ml |
| Vacuum manifold | Promega | A7231 | Vac-Man |
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