Summary

ペプチド第三級アミドライブラリのスプリット·アンド·プールの合成とキャラクタリゼーション

Published: June 20, 2014
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Summary

ペプチドの第三級アミド(PTAは)が含まれるが、ペプチド、ペプトイドおよびN-メチル化ペプチドに限定されないが、ペプチドミメティックのスーパーファミリーである。ここでのPTAの1ビーズ1化合物ライブラリーを合成するためにスプリット·アンド·プールとサブモノマー戦略の両方を組み合わせた合成法を記載している。

Abstract

ペプチド模倣物は、タンパク質リガンドの大源である。これらの化合物のオリゴマー性質は、コンビナトリアルケミストリーを使用して固相に大きな合成ライブラリにアクセスすることを可能にします。ペプチド模倣の中で最もよく研​​究されたクラスの一つは、ペプトイドです。ペプトイドは、合成が容易であり、タンパク質分解耐性及び細胞透過性であることが示されている。過去10年間、多くの有用なタンパク質リガンドは、ペプトイドライブラリーのスクリーニングによって同定されている。しかし、ペプトイドライブラリーから同定されたリガンドのほとんどは稀な例外を除いて、高い親和性を表示しません。これは、ペプトイド分子中のキラル中心およびコンホメーションの制約の欠如に一部起因し得る。最近では、ペプチドの第三級アミド(PTAは)にアクセスするための新しい合成経路を説明した。 PTAはとしては、ペプチド、ペプトイドおよびN-メチル化ペプチドに限定されないが、ペプチド模倣体のスーパーファミリーである。 α-炭素主鎖窒素原子の両方の側鎖を有する、これらの分子の立体構造が大幅に立体障害及びアリル1,3歪みによって制約されます。 ( 図1)我々の研究は、これらのPTA分子が溶液中で高度に構造化されており、タンパク質リガンドを同定するために使用され得ることを示唆している。我々は、これらの分子は、高親和性タンパク質リガンドの将来の源となり得ると考えています。ここでは、サンプルのPTAの1ビーズ1化合物(OBOC)ライブラリを合成するスプリット·アンド·プールやサブモノマー戦略の両方のパワーを組み合わせた合成方法が記載されている。

Introduction

ペプチド模倣体は、天然ペプチドの構造を模倣する化合物である。それらは、タンパク質分解1-3に対する細胞透過性および安定性を含む天然ペプチドに関連する問題のいくつかを克服しながら生物活性を保持するように設計されている。により、これらの化合物のオリゴマー性質のために、大規模な合成ライブラリーは、容易に単量体またはサブ単量体の合成経路4-7を介してアクセスすることができます。ペプチド模倣の最も研究されたクラスの一つは、ペプトイドです。ペプトイドは、サブモノマー戦略8,9を用いて容易に合成することができるN-アルキルグリシンのオリゴマーである。多くの有用なタンパク質リガンドが正常タンパク質標的1、10月14日に対する大規模な合成ペプトイライブラリーをスクリーニングから同定されている。それにもかかわらず、トイドライブラリーから同定"ヒット"はめったにタンパク質標的1,10-14,22に対して非常に高い親和性をアーカイブしません。一ミリアンペアJORペプトイドおよび天然ペプチドとの差がペプトイドのほとんどは、一般的に起因キラル中心およびコンホメーションの制約の欠如のために二次構造を形成する能力を欠いていることである。この問題を解決するために、複数の戦略は、主に主鎖の窒素原子上に含まれる15-22側鎖の修飾に着目し、過去十年間にわたって開発された。最近、我々は、ペプチドの第三級アミド23を作成するためにペプトイド骨格に天然のアミノ酸側鎖を導入するための新規合成経路を開発した。

ペプチドの第三級アミド(PTAは)としては、ペプチド(R 2 = H)、ペプトイド(R 1 = H)とN-メチル化ペプチドに限定されないが、ペプチドミメティックのスーパーファミリーである(R 1≠Hで、R 2 = Me ) 。 ( 図1参照)我々の合成経路上のキラリティーおよび側鎖の供給源として天然に存在するアミノ酸を使用する45、炭素、およびN-置換を提供するために、市販の第一アミン。したがって、単純なペプチド、ペプトイドまたはN-メチル化ペプチドよりも大きな化学的空間を探求することができる。円二色性スペクトルは、PTA分子が高度に溶液中で構造化されて示されている。 PTA-タンパク質複合体の一つの特徴付けは、明らかにPTAのコンホメーションの制約は、結合に必要であることを示している。最近、我々はまた、PTA分子のいくつかは、それらのペプトイドおよびペプチド対応物よりも改善された細胞透過性を有することを発見した。我々は、これらのPTAライブラリはタンパク質標的に対する高親和性リガンドの良い情報源であることができると信じています。本論文では、これらの化合物の結合と切断のためのいくつかの改良の条件に沿って細部のサンプル1ビーズ1化合物(OBOC)PTAライブラリの合成を説明します。

Protocol

1。スプリット·アンド·プール合成の基礎効率的に固相上の多数の化合物を生成するために、スプリット·アンド·プール合成は、しばしば一般的な戦略として採用される。 図4に示すように、テンタゲルビーズは三つの部分への最初の分割である。各部分はビーズ上の最初の残基を生成する別の試薬と反応させる。最初の反応の後、3つのすべての部分が、一?…

Representative Results

ここでは、リンカーとPTAトリマーから3つの代表的なMALDIスペクトルを示している。 図6Aに示すように、50%TFA / DCM溶液を用いて室温下で切断された場合に、有意な分解が観察される。 図6Aに、593ピークと484は、それぞれのリンカーとPTAトリマーに対応し、分子全体が正常にビーズ上で合成が、切断時に分解されたことを示している。上記のように低温条件下で開裂す?…

Discussion

ペプチドの第三アミド(PTAは)ペプチド模倣オリゴマーのスーパーファミリーである。よく研究されたペプチド、ペプトイドおよびN-メチル化ペプチドに加えて、このファミリー内の化合物の大部分がすぎなかったため、一般的なN-アルキル化ペプチドをアクセスするための合成法がないために、代役のまま。ここでは、アミノ酸由来のキラルビルディングブロックとのPTAを合成する効率的な…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者らは、貴重な援助のために博士順平森本博士トッドドーランに感謝したいと思います。この作品は、NHLBI(NO1-HV-00242)からの契約によってサポートされていました。

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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Cite This Article
Gao, Y., Kodadek, T. Split-and-pool Synthesis and Characterization of Peptide Tertiary Amide Library. J. Vis. Exp. (88), e51299, doi:10.3791/51299 (2014).

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