De efficiënte solid-phase peptide synthese van een gefunctionaliseerde bis-peptide trimeer gebruik te maken van een "veiligheidspal" decollete procedure vanaf HMBA hars wordt beschreven.
In 1962, RB Merrifield gepubliceerd eerste procedure met vaste-fase peptide synthese als nieuwe route efficiënt synthetiseren peptiden. Deze techniek bleek al snel voordelig ten opzichte van zijn oplossing-fase voorganger, zowel in tijd en arbeid. Verbeteringen met betrekking tot de aard van de vaste drager, de beschermende groepen gebruikt en de koppeling methoden die in de afgelopen vijf decennia alleen maar toegenomen het nut van de oorspronkelijke systeem Merrifield's. Vandaag de dag gebruik van een Boc-gebaseerde beveiligings-en basis / nucleofiel splitsbare hars strategie of Fmoc-gebaseerde beveiliging en zure splitsbare hars strategie, ontwikkeld door RC Sheppard, worden het meest gebruikt voor de synthese van peptiden 1.
Ingegeven door vaste gedragen strategie Merrifield, hebben wij een Boc / tert-butyl vaste-fase synthese strategie voor de montage van gefunctionaliseerde bis-peptiden 2, die hierin wordt beschreven. Het gebruik van vaste-fase synthese opzichte to oplossing fase methode is niet alleen gunstig in tijd en arbeid als beschreven door Merrifield een, maar kan ook gemakkelijker in de synthese van bis-peptide libraries. De synthese die we tonen hier is uitgerust met een decollete laatste stadium dat gebruik maakt van een twee-stap "veiligheidspal" mechanisme om de gefunctionaliseerde bis-peptide vrij te maken uit de hars door diketopiperazine formatie.
Bis-peptiden stijve spiro-ladder oligomeren van bis-aminozuren die in staat functionaliteit positioneren in een voorspelbare en ontwerpbaar wijze bestuurd door het type en stereochemie van de monomere eenheden en de verbinding tussen elk monomeer. Elke bis-aminozuur is een stereochemisch zuiver cyclische steiger die twee aminozuren (een carbonzuur met een α-amine) 3,4 bevat. Ons laboratorium onderzoekt momenteel de mogelijkheden van functionele bis-peptiden in een breed scala van gebieden zoals katalyse, eiwit-eiwit interacties en nanomaterials.
De synthetische benadering die hierin in een werkwijze voor de synthese van gefunctionaliseerde bis-peptiden van bis-aminozuur bouwstenen gebruikelijke vaste-fase peptide synthese technieken. Het monomeer synthese van deze "Pro4" bouwstenen van trans-4-hydroxyproline 3 is zeer schaalbaar en is met succes afgerond aan de hydantoïne stadium bij een 600 mmol (234 g) schaal (niet gepubliceerd). Zodra de monomeren in de hand, het gebruik van vaste-fase techniek geeft een snellere methode bis-peptidesynthese dan de huidige oplossing fase methode 4 door overbodig reactie werk-ups en tussenliggende reinigingen.
De primaire uitdaging vaste-fase synthese diagnose synthetische vooruitgang en oplossen aangezien geen tussenproducten worden geïsoleerd. Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van vele colorimetrische testen waaronder die dat aangeeft of gratis amines (Kaiser Test 10) of gratis hydroxYLS (Methyl Red Test 7) worden blootgesteld op de hars. Helaas is de gebruikte Kaiser Test 10 niet algemeen toepasbaar in vaste-fase synthese door de vrijwel uitsluitend gebruik van secundaire aminen of aminen aan een quaternair koolstof. Andere opties voor beoordeling op HMBA hars onder andere breuklijnen-test met behulp van een nucleofiel, zoals hydrazine 11, kwantitatieve Fmoc decollete gecontroleerd door UV / Vis 1,11, en vangen en analyseren van binnenkomende geactiveerd verbindingen.
Een ander over het hoofd gezien probleem in vaste-fase synthese is het repetitieve karakter van synthetische stappen die nodig zijn door de operator. Met dit in het achterhoofd, de auteurs raden het gebruik van een spreadsheet of een checklist bij het uitvoeren van handmatige vaste-fase peptide synthese.
De moeilijkheid met in bis-peptiden voor vaste-fase synthese opzichte gemeenschappelijke α-aminozuren bevat de mogelijke moeilijker koppelingen door sterische hindrance, de behoefte aan on-hars diketopiperazine sluitingen, en gelijktijdige deprotections (Boc / tBu; Cbz / tBu). Een andere moeilijkheid ligt in het bereiken van kwantitatieve vrijlating uit de hars met behulp van deze "veiligheidspal" methode in vergelijking met meer conventionele middelen. Met deze factoren in het achterhoofd, is het heel goed mogelijk dat een verdere optimalisatie van deze methode kan worden bereikt en de huidige inspanningen zijn aan de gang in onze groep om de methode hier gepresenteerde verbeteren.
The authors have nothing to disclose.
De auteurs willen graag Dr Zachary Z. Brown en Jennifer Alleva bedanken voor de initiële ontwikkeling van deze vaste fase synthese techniek en Matthew FL Parker voor nuttige discussies. Dit werk wordt ondersteund door de Defense Threat Reduction Agency (DOD-DTRA) (HDTRA1-09-1-0009) en de Horst Witzel Fellowship Award wordt ondersteund door Cephalon, Inc
Name | Company | Catalogue Number | Yorumlar |
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 |