Die effiziente Festphasen-Peptid-Synthese eines funktionalisierten Bis-Peptid Trimer Verwendung eines "Safety-catch" Spaltung Verfahren aus HMBA Harz beschrieben.
Im Jahr 1962 veröffentlichte RB Merrifield die erste Verfahren unter Verwendung von Festphasen-Peptid-Synthese als ein neuer Weg, um effizient zu synthetisieren Peptide. Diese Technik erwies sich schnell als vorteilhaft gegenüber seinen Vorgänger-Phasen-Lösung sowohl in Zeit und Arbeit. Verbesserungen hinsichtlich der Art der festen Träger, beschäftigt die Schutzgruppen und die Kopplung Methoden in den letzten fünf Jahrzehnten beschäftigt haben nur die Nützlichkeit des ursprünglichen Systems Merrifield Jahre stark zugenommen. Heute Pionier Verwendung einer Boc-Schutz-und Base / Nucleophil spaltbare Harz Strategie oder Fmoc-Schutz-und sauren abspaltbare Harz Strategie, die von RC Sheppard, werden am häufigsten für die Synthese von Peptiden 1 verwendet.
Produkt von festen Träger Merrifield-Strategie, haben wir eine Boc / tert-Butyl-Festphasen-Synthese-Strategie für die Montage von funktionalisierten Bis-Peptide 2, die hierin beschrieben entwickelt. Der Einsatz von Festphasensynthese gegenüber tO-Lösung-Phasen-Methode ist nicht nur vorteilhaft sowohl in der Zeit und Arbeit, die von Merrifield 1 beschrieben, sondern erlaubt auch größere Leichtigkeit der Synthese von Bis-Peptid-Bibliotheken. Die Synthese, die wir hier zeigen, ist mit einem endgültigen Spaltung der Bühne, die ein zweistufiges "Safety-catch"-Mechanismus, um die funktionalisierten Bis-Peptid vom Harz durch Diketopiperazinbildung Release verwendet.
Bis-Peptide sind starr, Spiro-Leiter Oligomere von Bis-Aminosäuren, die in der Lage, Funktionen in einer vorhersagbaren und gestaltbar Weise durch die Art und Stereochemie der Monomer-Einheiten und die Konnektivität zwischen jedem Monomer gesteuert zu positionieren sind. Jede bis-Aminosäure eine stereochemisch reine, cyclische Gerüst, das zwei Aminosäuren (eine Carbonsäure mit einer α-Amin) 3,4 enthält. Unser Labor wird derzeit untersucht das Potenzial funktionellen Bis-Peptide in einer Vielzahl von Feldern einschließlich Katalyse, Protein-Protein-Wechselwirkungen und nanomaterials.
Die hierin präsentierten Syntheseansatz stellt ein Verfahren zur Synthese von funktionalisierten Bis-Peptide, die von Bis-Aminosäure-Bausteine mit gemeinsamen Festphasen-Peptidsynthesetechniken. Die Monomer-Synthese dieser "Pro4" Bausteine aus trans-4-Hydroxyprolin 3 ist hoch skalierbar und wurde erfolgreich auf die Bühne zu einem Hydantoin 600 mmol (234 g) Skala (unveröffentlicht) abgeschlossen. Wenn die Monomere in der Hand sind, stellt die Verwendung von Festphasenverfahren eine schnellere Verfahren nach Bis-Peptidsynthese, als die aktuelle Methode Lösungsphase 4 durch wodurch die Notwendigkeit für die Reaktion Aufarbeitungen und Zwischenprodukte Reinigungen.
Die primäre Herausforderung bei der Festphasensynthese wird die Diagnose synthetischen Fortschritt und Problemlösung, da keine Zwischenprodukte isoliert werden. Dies hat zu der Entwicklung vieler kolorimetrischen Tests einschließlich derer zu ermitteln, ob freie Amine (Kaiser-Test 10) oder frei Hydroxyle (Methyl-Rot-Test 7) an Harz ausgesetzt. Leider ist das häufig verwendete Kaiser Test 10 nicht allgemein anwendbar in unserem Festphasensynthese durch die fast ausschließliche Verwendung von sekundären Aminen oder Aminen an einem quartären Kohlenstoff. Andere Optionen für die Beurteilung auf HMBA Harz umfassen Test Spaltungen mit einem Nucleophil wie Hydrazin 11, quantitative Fmoc-Abspaltung durch UV / Vis 1,11 überwacht, und Einfangen und Analysieren von eingehenden Verbindungen aktiviert.
Ein weiteres Problem übersehen in der Festphasensynthese ist die Reproduzierbarkeit von synthetischen Schritten durch den Bediener erforderlich. Mit diesem Gedanken, die Autoren empfehlen dringend die Verwendung einer Tabellenkalkulation oder eine Checkliste bei der Durchführung keine manuelle Festphasen-Peptid-Synthese.
Die Schwierigkeit bei Verwendung von Bis-Peptide für die Festphasen-Synthese im Vergleich zu herkömmlichen α-Aminosäuren beinhaltet auch das Potenzial für schwierige Kopplung aufgrund von sterischendernis, die Notwendigkeit auf dem Harz Diketopiperazin Verschlüsse, und gleichzeitige Entschützen (Boc / tBu; Cbz / tBu). Ein weiterer schwer liegt bei der Erreichung quantitativer Freisetzung aus dem Harz mit dieser "Safety-catch"-Methode, wenn zu konventionelleren Mitteln verglichen. Mit diesen Faktoren zu berücksichtigen, ist es sehr möglich, dass eine weitere Optimierung dieser Methode erzielt werden kann und die derzeitigen Bemühungen sind in unserer Gruppe im Gange, um die hier vorgestellte Methode zu verbessern.
The authors have nothing to disclose.
Die Autoren danken Herrn Dr. Zachary Z. Brown und Jennifer Alleva für die anfängliche Entwicklung dieses Festphasensynthese Technik und Matthew Parker FL für hilfreiche Diskussionen. Diese Arbeit wird durch die Defense Threat Reduction Agency (DOD-DTRA) (HDTRA1-09-1-0009) und dem Horst Witzel Fellowship Award von Cephalon, Inc. unterstützt unterstützt
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 |