Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Thioether/Vinyl सल्फाइड-फोटो प्रेरित Thiol के माध्यम से सीमित पेचदार पेप्टाइड्स का निर्माण-िेने/yne Hydrothiolation

Published: August 1, 2018 doi: 10.3791/57356
* These authors contributed equally

Summary

हम thioether/vinyl सल्फाइड-सीमित पेचदार पेप्टाइड्स के निर्माण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत फोटो प्रेरित thiol-िेने/thiol-yne hydrothiolation ।

Abstract

यहां, हम thioether-सीमित पेप्टाइड्स का उपयोग कर पर राल intramolecular/आणविक thiol-िेने hydrothiolation की तैयारी के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल का वर्णन । इसके अलावा, इस प्रोटोकॉल का वर्णन vinyl की तैयारी-सल्फाइड-सीमित पेप्टाइड्स में समाधान intramolecular thiol-yne hydrothiolation के बीच एमिनो एसिड कि अधिकारी के बीच alkene/alkyne पक्ष चेन और cysteine अवशेषों मैं, मैं + 4 पदों पर । रैखिक पेप्टाइड्स एक मानक Fmoc-आधारित ठोस चरण पेप्टाइड संश्लेषण (SPPS) का उपयोग कर संश्लेषित किया गया. Thiol-िेने hydrothiolation या तो एक intramolecular thio-िेने प्रतिक्रिया या एक आणविक thio-िेने प्रतिक्रिया, पेप्टाइड लंबाई के आधार पर उपयोग किया जाता है । इस शोध में, एक intramolecular thio-िेने प्रतिक्रिया cysteine अवशेषों के trityl समूहों के रैखिक पेप्टाइड का पूरा संश्लेषण निम्नलिखित पर राल संरक्षण का उपयोग कर कम पेप्टाइड्स के मामले में किया जाता है. राल तो photoinitiator 4 का उपयोग यूवी विकिरण के लिए सेट है-methoxyacetophenone (नक्शा) और 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)-फिनाइल] -2-मिथाइल-1-propanone (एमएमपी) । आणविक thiol-िेने प्रतिक्रिया Fmoc-Cys-ओह एक एन, एनdimethylformamide (DMF) विलायक भंग करके बाहर किया जाता है । यह तो alkene-राल पर असर अवशेषों का उपयोग पेप्टाइड के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त की है । उस के बाद, macrolactamization benzotriazole-1-yl-oxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate (PyBop), 1-hydroxybenzotriazole (HoBt), और 4-Methylmorpholine (NMM) के रूप में राल पर सक्रियण रिएजेंट का उपयोग कर बाहर किया जाता है । macrolactamization के बाद, पेप्टाइड संश्लेषण मानक SPPS का उपयोग जारी है । thio-yne hydrothiolation के मामले में, रैखिक पेप्टाइड राल से सट, सूख गया है, और बाद में degassed DMF में भंग । यह तो photoinitiator 2, 2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA) के साथ यूवी प्रकाश का उपयोग कर विकिरणित है । प्रतिक्रिया के बाद, DMF सुखाया और कच्चे तेल के अवशेषों को तेज और उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (HPLC) का उपयोग कर शुद्ध है । इन तरीकों thioether-सीमित चक्रीय पेप्टाइड्स thio-िेने/yne क्लिक करें रसायन विज्ञान कि बेहतर कार्यात्मक समूह सहिष्णुता और अच्छी उपज के पास के उपयोग के कारण की पीढ़ी को सरल करने के लिए काम कर सकता है । पेप्टाइड्स में thioether बांड की शुरूआत cysteine अवशेषों की nucleophilic प्रकृति का लाभ लेता है और डाइसल्फ़ाइड बांड के सापेक्ष redox-निष्क्रिय है ।

Introduction

प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन (PPIs) को लाइगैंडों के विकास के लिए आधुनिक दवा खोज के लिए एक आकर्षक दृष्टिकोण प्रदान करता है । इस प्रकार, प्रयास का एक बड़ा सौदा है कि कुशलतापूर्वक PPIs1,2,3मिलाना सकता उपंयास रासायनिक तरीकों का अध्ययन में निवेश किया गया है । PPIs आम तौर पर उथले, बड़े, और/या बंद बातचीत सतहों से मिलकर बनता है, और छोटे अणुओं को आम तौर पर PPIs4,5के मॉडुलन के लिए अनुपयुक्त लाइगैंडों माना जाता है । एक उपयुक्त उजागर बातचीत सतह क्षेत्र के साथ, कम पेप्टाइड्स कि प्रोटीन इंटरफेस की संरचनात्मक सुविधाओं की नकल इस समस्या को हल करने के लिए आदर्श उंमीदवारों का प्रतिनिधित्व6,7। हालांकि, कम पेप्टाइड्स आम तौर पर एक जलीय समाधान में unstructure्ड हैं । यह तथ्य यह है कि पानी के अणुओं जो पेप्टाइड रीढ़ और अच्छी तरह से परिभाषित संरचनाओं के intramolecular हाइड्रोजन संबंध नेटवर्क के साथ प्रतिस्पर्धा के कारण है8पानी में प्रतिकूल entropically हैं । इसके अलावा, ' पेप्टाइड स्वाभाविक कम स्थिरता और सेल पारगम्यता गुण मोटे तौर पर जैविक अनुप्रयोगों में उनके उपयोग की सीमा9,10. प्रोटीन डाटा बैंक (PDB) विश्लेषण के अनुसार, > PPIs के 50% शामिल लघु α-कुंडल11बातचीत । इस प्रकार, विभिंन रासायनिक तरीकों को कुण्डल स्थिरीकरण के संबंध में विकसित किया गया है । इनमें डाइसल्फ़ाइड/thioether बांड गठन12,13,14, अंगूठी-बंद विपयर्य15, लस्टम अंगूठी गठन16, "पर क्लिक करें" रसायन विज्ञान17, के अलावा शामिल perfluoroarenes18,19, और vinyl-सल्फाइड गठन20

स्थिर पेचदार पेप्टाइड्स p53, एस्ट्रोजन रिसेप्टर्स, रास, BCL-2 परिवार प्रोटीन सहित विभिन्न intracellular लक्ष्य, के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और दूसरों को21,22,23,24. ALRN-६९२४, MDM2 और MDMX के एक सभी हाइड्रोकार्बन स्टेपल पेप्टाइड दोहरी अवरोधक, वर्तमान में नैदानिक जांच के लिए25इस्तेमाल किया जा रहा है । पिछले कुछ वर्षों में, हमारे समूह उपंयास पेप्टाइड स्थिरीकरण thiol-िेने और thiol-yne प्रतिक्रियाओं26,27,28का उपयोग तरीकों के विकास पर ध्यान केंद्रित किया है । आम तौर पर, हम प्रदर्शन किया है कि इन फोटो शुरू प्रतिक्रियाओं हल्के परिस्थितियों में कुशल है जब स्वाभाविक रूप से प्रचुर मात्रा में cysteine प्रयोग किया जाता है । इसके अलावा, हमें पता चला है कि इन प्रतिक्रियाओं एक उत्कृष्ट कार्यात्मक समूह सहिष्णुता है, जैव ओर्थोगोनल हैं, और पेप्टाइड और प्रोटीन संशोधनों के लिए लागू होने के लिए सिद्ध किया गया है29. जिसके परिणामस्वरूप thioether/vinyl सल्फाइड सीमित पेप्टाइड्स मोटे तौर पर बाधा पेप्टाइड्स के रासायनिक अंतरिक्ष में सुधार, एक labile पर तार संशोधन केंद्र प्रदान करते हैं, और कई जैविक अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए लागू होने के लिए साबित हो रहा है30 ,31,३२. तारीख करने के लिए, केवल सीमित रिपोर्टों thiol-िेने/thiol-yne पेप्टाइड cyclization के संबंध में वर्णित किया गया है । Anseth एट अल द्वारा प्रकाशित एक अध्ययन में २००९ में, एक पर राल intramolecular thiol के बीच पेप्टाइड cyclization के लिए प्रतिक्रिया िेने alkenes के साथ cysteine३३प्रदर्शन किया गया । २०१५ में, चाऊ एट अल. एक दो घटक कट्टरपंथी शुरू की thiol पेप्टाइड स्टैपल३४ और बाद के लिए प्रतिक्रिया, अनुक्रमिक thiol-yne/िेने युग्मन प्रतिक्रिया३५बताया । हाल ही में, हम thioether/vinyl सल्फाइड सीमित पेप्टाइड्स20,26,27पर आधारित काम की एक श्रृंखला का वर्णन किया । इस प्रोटोकॉल के ऊपर उल्लेख thioether/vinyl सल्फाइड सीमित पेप्टाइड्स की उंमीद है कि यह व्यापक अनुसंधान समुदाय के लिए उपयोगी हो जाएगा में एक विस्तृत संश्लेषण का वर्णन ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. उपकरण तैयारी

  1. मैनुअल पेप्टाइड-संश्लेषण तंत्र के लिए, एक कुशल धुएं हुड में एक वैक्यूम कई गुना (सामग्री की मेज) जगह है । इसके बाद, तीन तरह के stopcocks पर वैक्यूम कई गुना और उन्हें एक नाइट्रोजन या आर्गन गैस लाइन से कनेक्ट करें । टोपी सभी अप्रयुक्त रबर सेपता का उपयोग कर देता है ।
  2. कनेक्ट राल से भरे कॉलम (०.८ x 4 सेमी, 10 मिलीलीटर जलाशय, सामग्री की तालिकादेखें) के लिए कई गुना तीन तरह stopcocks (चित्रा 1) का उपयोग कर । एक वैक्यूम छानने का यंत्र या कॉलम में विलायक हटाने के लिए बाहर निकालना द्वारा एक रबर पिपेट बल्ब के रूप में एक निर्वात प्रणाली से जुड़े पंप का प्रयोग करें ।
  3. यूवी विकिरण के लिए १० ३५० एनएम लैंप (सामग्री की मेज) के साथ सुसज्जित एक photoreactor (चित्रा 2), का प्रयोग करें । photoreactor एयर प्रवेश के माध्यम से एक आर्गन गैस टैंक के लिए इन कनेक्ट करने के लिए सुनिश्चित करें कि photoreactor आर्गन गैस से पहले और photoreactions के दौरान भर जाता है ।
  4. photoreactor के यूवी चिराग पर स्विचन से पहले, photoreactor दरवाजा वहाँ यूवी प्रकाश से विकिरण है कि मामले में बंद कर दिया है कि यह सुनिश्चित करें ।

2. राल तैयारी

नोट: सामांय में, पेप्टाइड सब्सट्रेट के निर्माण Fmoc आधारित ठोस चरण पेप्टाइड संश्लेषण प्रोटोकॉल का उपयोग कर बाहर किया जाता है । इन बाहर राल जो एक सी-टर्मिनल के बाद शेष पेप्टाइड दरार के बीच पत्ते के बीच रिंक का उपयोग किया जाता है । इस प्रोटोकॉल का उपयोग पूरे काग़ज़ में किया जाता है ।

चेतावनी: एन, एन-dimethylformamide (DMF), dichloromethane (डीसीएम), 4-methylmorpholine (NMM), और एन, एनdiisoproylethylamine (DIPEA) सांस लेना, घूस, या त्वचा से संपर्क विषाक्त और हानिकारक हैं । Diethyl ईथर अत्यधिक ज्वलनशील है । Trifluoroacetic एसिड (TFA) राक है । 1, 2-ethanedithiol (EDT) अत्यधिक malodorous है । इसलिए, सभी कार्बनिक सॉल्वैंट्स और रसायनों उचित व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (nitrile दस्ताने, लैब कोट, और सुरक्षात्मक चश्मा) के साथ नियंत्रित किया जाना चाहिए और एक रासायनिक धुएं हुड के अंदर संभाला ।

  1. निंनलिखित सूत्र का उपयोग आवश्यक राल की मात्रा की गणना:
    स्केल (mmol)/(राल लदान क्षमता (mmol/जी) १,००० (mg/) = राल का द्रव्यमान (mg)
    उदाहरणके लिए, मभा राल के बीच रिंक की राशि (०.५ mmol/छ) के लिए 25 µmol = ०.०२५ mmol/(०.५ mmol/जी १,००० मिलीग्राम/जी) = ५० मिलीग्राम । अगले, वजन ५० एक कॉलम में राल के मिलीग्राम और यह निर्वात कई गुना पर सेट अप तीन तरह stopcocks का उपयोग कर ।
  2. एक कॉलम (०.८ x 4 सेमी, 10 एमएल जलाशय) में राल के लिए डीसीएम की 1-2 मिलीलीटर जोड़ें । राल प्रफुल्लित करने के लिए, धीरे से यह 10 मिनट के लिए एक नाइट्रोजन या आर्गन स्ट्रीम का उपयोग कर आंदोलन. अगला, विलायक वैक्यूम निस्पंदन का उपयोग कर हटा दें ।

3. एन-टर्मिनल Fmoc संरक्षण और धुलाई

  1. N-टर्मिनल Fmoc को सुरक्षित रखते हुए समाधान तैयार करें: एक कांच की शीशी में DMF में morpholine ५०% (v/v) की पर्याप्त मात्रा (२०० मिलीलीटर) तैयार करें ।
  2. राल के लिए संरक्षण समाधान के 1-2 मिलीलीटर जोड़ें, धीरे 10 मिनट के लिए यह आंदोलन और फिर एक वैक्यूम का उपयोग कर समाधान नाली । उस क्रम में DMF (1-2 मिलीलीटर) और डीसीएम (1-2 एमएल) का उपयोग कर, एक कुल 3x के लिए राल और रिएक्शन पोत अच्छी तरह से धो लें । अगला, संरक्षण और धो प्रक्रियाओं 1x दोहराएँ ।

4. Fmoc-संरक्षित एमिनो एसिड युग्मन

  1. एक उदाहरण के रूप में alanine अवशेषों के युग्मन का उपयोग करना, एक 25 µmol पैमाने पर मैनुअल संश्लेषण के मामले में, वजन Fmoc-ाला-OH (5 equiv., ४१.४ मिलीग्राम), 2-(6-क्लोरोफ्लूरोकार्बन-1-benzotriazole-1-yl)-१, १, ३, ३-tetramethylaminium hexafluorophosphate (HCTU; ४.९ equiv., ५०.५ mg) एक के कंटेनर और DMF (०.५ मिलीलीटर) में इसे भंग ।
  2. DIPEA जोड़ें (10 equiv., ४३.५ µ एल) के लिए एक ०.२५-एम सक्रिय एमिनो एसिड समाधान (तालिका 1) उत्पंन करने के लिए । एक लगभग 1 मिनट पूर्व सक्रियण के बाद, राल के लिए समाधान जोड़ने के लिए, और फिर यह N2 के साथ बुलबुला लगभग 1-2 एच के लिए ।
  3. इस कदम से, कदम के एक दृश्य के रूप में पेप्टाइड श्रृंखला में प्रत्येक एमिनो एसिड शामिल: पहले एन के संरक्षण-टर्मिनल Fmoc-समूह, और फिर धोने, सक्रियण के द्वारा अमीनो एसिड के युग्मन द्वारा पीछा HCTU का उपयोग कर ।
    नोट: एक लंबा युग्मन समय (जैसे, 2 ज) की सिफारिश की है अगर युग्मन एक sterically अमीनो एसिड अवशेषों के बाद [जैसे, Fmoc-(tBu)-ओह, Fmoc-Cys (Trt)-ओह, Fmoc-उसकी (Trt)-ओह, Fmoc-Arg (Pbf)-oh] । alkene/alkyne असर संयुक्त राष्ट्र के प्राकृतिक अमीनो एसिड 3 समकक्ष के बजाय 5 में उपयोग किया जाता है और 3 एच के लिए प्रतिक्रिया करने के लिए छोड़ दिया जाता है ।
  4. अरोड़ा एट अल द्वारा वर्णित के रूप में कैसर या chloranil परीक्षण का उपयोग कर पेप्टाइड संश्लेषण प्रगति की निगरानी. ३६ ये परीक्षण निःशुल्क प्राथमिक और द्वितीयक अमीनों की उपस्थिति या अनुपस्थिति के गुणात्मक आकलन प्रदान करते हैं. वैकल्पिक रूप से, लगभग 2-3 मिलीग्राम की पेप्टाइड राल से सट जा सकता है और नियंत्रण रेखा-MS द्वारा विश्लेषण.

5. Thiol-िेने Hydrothiolation और Thiol-yne Cyclization

  1. पर के माध्यम से thioether linker निर्माण-राल cyclization (चित्रा 3) ।
    1. Trt संरक्षण समाधान (TFA/टिज/डीसीएम 0.03/0.06/1.0) के लगभग ५० मिलीलीटर तैयार करें । Cys-और एमएस5-असर राल [एनएच2-आर-ms5-a-a-Cys (Trt)-R'-राल, ५० मिलीग्राम] एक 10-एमएल कॉलम में Trt संरक्षण समाधान की 1-2 मिलीलीटर के साथ समझो । धीरे 10 N2का उपयोग कर मिनट के लिए समाधान आंदोलन । अंत में, यह डीसीएम (1 -2 एमएल) के साथ कुल 3x के लिए धो लें ।
      नोट:5 MS alkylene असर बिल्डिंग ब्लॉक का प्रतिनिधित्व करता है ( चित्र 6में चित्रित संरचना देखें) पेप्टाइड युग्मन और thio-िेने cyclization३८के लिए इस्तेमाल किया ।
    2. समाधान का रंग अब पीला नहीं है जब तक कि cysteine, के trityl सुरक्षा समूह को निकालने के लिए लगभग 6x की कुल के लिए ऊपर वर्णित कार्यविधि दोहराएँ ।
    3. एन2के साथ bubbled, आर एमएस5धो-a-a-Cys (-sh)-R'-राल [cysteine के साथ नि: शुल्क thio (-sh)] के साथ DMF (1-2 एमएल) और डीसीएम (1-2 एमएल) के साथ उस क्रम में । 2 मिनट के लिए मेथनॉल (1-2 एमएल) का उपयोग कर राल हटना और फिर निस्पंदन का उपयोग कर विलायक हटा दें । अगले, क्रमिक रूप से कॉलम में लगभग 5 मिनट के लिए N2 गैस की एक भाप के नीचे राल सूखी ।
    4. तैयार degassed DMF पहले से, एक मुंह कुप्पी के भीतर, लगभग 1 एच के लिए नाइट्रोजन गैस bubbling द्वारा एक लंबी सुई है कि विलायक में फैला था के माध्यम से ।
    5. एक 10 मिलीलीटर दौर में राल स्थानांतरण-वजन कागज के माध्यम से तली हुई कुप्पी । degassed DMF के 2 मिलीलीटर में राल निलंबित photoinitiator 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)-फिनाइल के अलावा द्वारा पीछा किया -2-मिथाइल-1-propanone (एमएमपी; 1 equiv., ५.६ mg), 4-methoxyacetophenone (मानचित्र; 1 equiv., ३.८ mg).
    6. एक हलचल पट्टी में जोड़ें (०.३ सेमी) कुप्पी और एक उपयुक्त रबर प्लग के साथ कुप्पी टोपी, तो नाइट्रोजन गैस के साथ कुप्पी में हवा एक तेल पंप का उपयोग कर विस्थापित ।
      नोट: एक ठोस चरण पर प्रभावी thio-िेने photoreaction के लिए निष्क्रिय वातावरण सख्ती से आवश्यक नहीं है । हालांकि, यह चित्रा 5में समाधान चरण में thio-yne photoreaction के लिए बहुत आवश्यक है । अंयथा, सल्फर यूवी विकिरण के दौरान ऑक्सीकरण होगा ।
    7. photoreactor में प्रतिक्रिया कुप्पी सेट और कमरे के तापमान (चित्रा 2) में यूवी विकिरण के तहत 1 एच के लिए राल हलचल ।
      चेतावनी: पर photoreactor यूवी लैंप स्विचन से पहले, यह सुनिश्चित करें कि photoreactor दरवाजे के मामले में बंद कर दिया है वहां यूवी प्रकाश से हानिकारक विकिरण है ।
      नोट: अक्सर photoreactions के दौरान प्रतिक्रिया मिश्रण नमूना नए दृश्यों के लिए सिफारिश की है, के रूप में रैखिक पेप्टाइड अग्रदूत उत्पाद के समान आणविक वजन है. सामांय में, रैखिक और चक्रीय पेप्टाइड्स काफी अलग hydrophilicity प्रदर्शित करते हैं । यह आसानी से HPLC का उपयोग कर प्रतिष्ठित किया जा सकता है । वैकल्पिक रूप से, 5, 5 '-dithiobis-(2-nitrobenzoic एसिड) (DTNB) रिएजेंट भी मुफ्त thiol३७की उपस्थिति का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
    8. स्तंभ में कुप्पी से राल हस्तांतरण और वैक्यूम छानने का उपयोग विलायक हटाने । धो और राल के रूप में चरण 5.1.3 में वर्णित सूखी ।
    9. क्लीवेज कॉकटेल के लगभग 10 मिलीलीटर (TFA/टिप्स/EDT/एच2ओ 94/1/2.5/2.5) धुएं डाकू में ।
    10. एक 2-एमएल के कंटेनर में राल हस्तांतरण, दरार कॉकटेल (TFA/टिप्स/EDT/ज2O 94/1/2.5/2.5) कंटेनर के लिए 1 मिलीलीटर जोड़ें, और एक पेंच टोपी का उपयोग कसकर कंटेनर सील । फिर, धीरे एक कक्षीय शेखर पर १.५-2 एच के लिए धुएं डाकू में ६० rpm की दर से कंटेनर आंदोलन ।
      चेतावनी: TFA अत्यधिक संक्षारक है । सुरक्षात्मक कपड़े पहनते हैं और एक कुशल धुएं हुड में काम करते हैं । EDT एक अत्यधिक malodorous पदार्थ है और एक कुशल धुएं डाकू में नियंत्रित किया जाना चाहिए ।
    11. वाष्पीकरण द्वारा TFA कॉकटेल को धुएं के हुड में एक एन2 गैस स्ट्रीम में निकालें । अगला, 30 एस के लिए शीत diethyl ईथर (1 मिलीलीटर) का उपयोग कर अवशेषों और 2 मिनट के लिए १२,००० x g पर केंद्रापसारक के द्वारा इसे अलग हाला । निंनलिखित केंद्रापसारक, धीरे से ईथर घटक डालना । दोहराएं तेज और 2x के लिए केंद्रापसारक कदम । सूखापन के लिए अवशेषों लुप्त हो जाना ।
    12. अंत में, 1 मिलीलीटर एच2ओ/acetonitrile (2:1) में अवशेषों को भंग करने और एक C18 विश्लेषण कॉलम (४.६ x २५० mm, प्रवाह दर १.० मिलीलीटर) का उपयोग कर HPLC द्वारा शुद्ध । का प्रयोग करें एच2ओ (युक्त ०.१% TFA) और एक 2% लैंडलाइंस रैखिक ढाल में सॉल्वैंट्स के रूप में शुद्ध acetonitrile 20% से ७०% acetonitrile से अधिक 25 मिनट. मॉनिटर HPLC स्पेक्ट्रा यूवी २८० एनएम और २२० एनएम तरंग दैर्ध्य (तालिका 2) का उपयोग कर ।
  2. आणविक thio-िेने के माध्यम से प्रतिक्रिया thioether लिंक का निर्माण, और फिर macrolactamization (चित्रा 4) द्वारा पेप्टाइड cyclize ।
    1. alkylene अवशेषों रैखिक पेप्टाइड एच2असर-a-a-a-mS5(2-R ' ')-R'-राल (५० मिलीग्राम) का उपयोग कर मानक Fmoc-आधारित ठोस चरण पेप्टाइड संश्लेषण (SPPS) चरणों में वर्णित के रूप में 2-4. अगला, धो और राल के रूप में कदम 5.1.3 में वर्णित सूखी ।
    2. चरण 5.1.4 में वर्णित के रूप में degassed DMF के 2 मिलीलीटर युक्त एक 10 मिलीलीटर दौर तली हुई कुप्पी में राल निलंबित ।
    3. photoinitiator एमएमपी और मानचित्र जोड़ें (एमएमपी: 1 equiv., ५.६ मिलीग्राम; नक्शा: 1 equiv., ३.८ मिलीग्राम), Fmoc-Cys-OH (3 equiv., २५.७ मिलीग्राम), और एक बार हलचल (०.३ सेमी) कुप्पी में । एक उपयुक्त रबर प्लग का उपयोग कर कुप्पी टोपी और फिर नाइट्रोजन के साथ कुप्पी में हवा की जगह के लिए तेल पंप का उपयोग करें ।
    4. photoreactor में प्रतिक्रिया कुप्पी सेट करें । कमरे के तापमान (चित्रा 2) में यूवी विकिरण के तहत 1-2 एच के लिए हिलाओ ।
    5. एक नियंत्रण रेखा-एमएस विश्लेषण के तहत प्रतिक्रिया की निगरानी: दरार कॉकटेल का उपयोग कर राल के सट 2-3 मिलीग्राम । फिर शीत diethyl ईथर (३०० µ एल) के साथ अवशेषों को अलग करना, केंद्रापसारक द्वारा अवशेषों को पृथक करना, और चरण 5.1.11 में वर्णित के रूप में सूखापन के अवशेषों को लुप्त करना । उसके बाद, अवशेषों को भंग में १०० µ एल के एच2ओ/acetonitrile (2:1) । एक ०.२२-µm सूक्ष्मदर्शी फिल्म का उपयोग कर पेप्टाइड समाधान निस्पंदन और electrospray ionization (ईएसआई) में संचालित यौगिक के साथ नियंत्रण रेखा एमएस का उपयोग कर विश्लेषण और सकारात्मक मोड में संचालन किया ।
    6. यदि आवश्यक हो, कदम 5.2.2-5.2.4 प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए किया जाता है सुनिश्चित करने के लिए दोहराएँ ।
    7. फोटो-प्रतिक्रिया के पूरा होने के बाद, स्तंभ में कुप्पी से राल हस्तांतरण, और वैक्यूम छानने का काम का उपयोग विलायक हटा दें । धो और राल के रूप में चरण 5.1.3 में वर्णित सूखी ।
    8. benzotriazole के DMF समाधान जोड़ें-1-yl-oxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate (PyBob; २.४ equiv., ३१.२ मिलीग्राम), 1-hydroxybenzotriazole (HoBt; २.४ equiv., ८.१ मिलीग्राम), और NMM (4 equiv., 11 µ l) के लिए स्तंभ में राल के लिए macrolactamization. 2 एच के लिए N2 के साथ इस समाधान बुलबुला
      1. इसके अलावा, चरण 5.2.3 में वर्णित के रूप में LC-MS का उपयोग कर इस युग्मन प्रतिक्रिया की निगरानी. यदि आवश्यक हो, यह सुनिश्चित करने के लिए इस कदम को दोहराने की प्रतिक्रिया पूरा करने के लिए किया जाता है ।
    9. चरण 3 और 4 में वर्णित के रूप में मानक Fmoc-आधारित SPPS का उपयोग कर पेप्टाइड बढ़ाना ।
    10. सभी अमीनो एसिड अवशेषों की विधानसभा पर, 5.1.10 और 5.1.11 चरणों में वर्णित के रूप में राल से पेप्टाइड सट और यह चरण 5.1.12 में वर्णित के रूप में शुद्ध ।
  3. निर्माण vinyl सल्फाइड लिंक समाधान चरण में (चित्रा 5) ।
    1. 2-4 चरणों में वर्णित के रूप में मानक Fmoc-आधारित SPPS का उपयोग कर रेखीय पेप्टाइड असर alkyne अवशेषों को संश्लेषित । एक अच्छी तरह से स्थापित प्रोटोकॉल के अनुसार alkyne असर अमीनो एसिड संश्लेषित के रूप में पिछले20अध्ययन में वर्णित है ।
    2. राल से पेप्टाइड सट और यह कदम 5.1.9-5.1.11 में वर्णित के रूप में ठंड diethyl ईथर का उपयोग वेग । दरार और राल के वर्षा के बाद, पेप्टाइड का उपयोग कर १२,००० पर 2 मिनट के लिए एक्स जी को इकट्ठा ।
    3. एक निर्वात में परिणामी अवशेषों सूखी । degassed DMF (५० मिलीलीटर) में एक १००-मिलीलीटर गोल तली हुई कुप्पी में अवशेषों को भंग ०.५ मिमी के अंतिम एकाग्रता तक पहुँचने के लिए (राल की लोडिंग के आधार पर, ०.०२५ mmol (१००० एमएल/एल/०.५ mmol/l) = ५० मिलीलीटर).
      1. जोड़ें photoinitiator DMPA (०.५ equiv., ३.२ मिलीग्राम) और फिर 10 एक लंबी सुई समाधान में फैला के माध्यम से N2 का उपयोग कर मिनट के लिए प्रतिक्रिया समाधान degas । अगले, आंदोलन के बिना ०.५-1 ज के लिए कमरे के तापमान पर यूवी प्रकाश के तहत नमूना विकीर्ण ।
    4. एक उच्च वैक्यूम के तहत DMF निकालें और अपने कार्बनिक शोधकार्य को भंग करने के क्रम में diethyl ईथर जोड़कर कच्चे अवशेषों को हाला । फिर, 2 मिनट के लिए १२,००० x g पर केंद्रापसारक का उपयोग अवशेषों को अलग । निंनलिखित केंद्रापसारक, धीरे से ईथर घटक डालना । सूखापन के लिए अवशेषों लुप्त हो जाना । अंत में, अवशेषों एच2ओ के 1 मिलीलीटर में भंग/acetonitrile (2:1) और यह शुद्ध HPLC का उपयोग कर के रूप में कदम 5.1.7 में वर्णित है ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

HPLC और एमएस स्पेक्ट्रा के पेप्टाइड एसी-YmS5AAAC-nh2 और अपने चक्रीय उत्पाद एसी-Y-(cyclo-1, 5)-[ms5AAAC]-एनएच2 कि पर राल का उपयोग कर उत्पन्न किया गया intramolecular thiol-िेने photoreaction चित्रा में चित्रित कर रहे हैं घमण्ड. चक्रीय पेप्टाइड अपने रैखिक अग्रदूत के सापेक्ष एक समान आणविक वजन करने के लिए पाया गया था. हालांकि, इसके HPLC अवधारण समय लगभग 2 मिनट पहले ही जुदाई की स्थिति के तहत इसके अग्रदूतों की तुलना में किया जा करने के लिए मनाया गया था । विभिन्न दृश्यों के साथ कम पेप्टाइड्स सभी एक अच्छा रूपांतरण के लिए मनाया गया, के रूप में चित्र 6Cमें दिखाया गया.

thio-yne photoreaction शर्तों के लिए स्क्रीनिंग प्रक्रिया चित्रा 7Bमें दर्शाया गया है, और isomer रूपांतरण और अनुपात रिवर्स चरण HPLC के एकीकरण का उपयोग कर निर्धारित किया गया । केवल का पता लगाने के स्तर पेप्टाइड 2c यूवी विकिरण के बाद मनाया गया. यह एक 20-सदस्यीय macrocycle के लिए करार के कदम के दौरान N-टर्मिनस में thiyl कट्टरपंथी के एक फँसाने के लिए एक संरचना वरीयता के कारण होने की संभावना है । दोनों पेप्टाइड 1a और 1b एक 8 सदस्य vinyl सल्फाइड crosslink के साथ दो isomers उत्पंन पाया गया । पेप्टाइड्स 2a-A और 2a-B, जो पेप्टाइड 1a से उत्पन्न किए गए थे, अलग अवधारण समय के साथ ही विभिन्न यूवी किरणन टाइम्स (0-30 मिनट) (चित्रा 7C) के लिए विभिन्न अनुपात का प्रदर्शन किया. ये E/Z isomers के रूप में सौंपा गया 1एच पर डबल बांड प्रोटॉन संकेतों के कारण-एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी (आंकड़ा 7d) । 2.2f पेप्टाइड्स के मामले में, Z-isomer को प्रमुख उत्पाद पाया गया था । यह एक कॉंपैक्ट 8 सदस्य vinyl सल्फाइड crosslink के सापेक्ष संरचना के निर्माण के दौरान गठन की प्राथमिकता की वजह से होने की संभावना है । जैसा कि चित्रा 7Eमें दर्शाया गया है, परिपत्र dichroism (सीडी) स्पेक्ट्रम के अनुसार, पेप्टाइड्स 2a-a/b और 2 बी-a/कि एक 8 सदस्यीय vinyl सल्फाइड crosslink एक यादृच्छिक कुंडल, जबकि पेप्टाइड 2d कि एक 7 सदस्य vinyl सल्फाइड crosslink प्रदर्शन के पास के अधिकारी एक पेचदार क्षेऽ । सारांश में, isomer vinyl सल्फाइड बांड के Z-को तरजीही गठन पाया गया था और एक बेहतर कुण्डली प्रेरण प्रदर्शित ।

Figure 1
चित्रा 1: ठोस चरण पेप्टाइड संश्लेषण के लिए मैनुअल पेप्टाइड-संश्लेषण उपकरण. कॉलम तीन तरह के stopcocks के माध्यम से कई गुना निर्वात पर रखा गया था और उपकरण एक नाइट्रोजन या bubbling के लिए आर्गन गैस लाइन से जुड़ा था । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: photoreactor डिवाइस photoreactions के लिए इस्तेमाल किया । डिवाइस १० ३५० एनएम लैंप (सामग्री तालिका) के साथ यूवी विकिरण और एक आर्गन गैस टैंक के लिए सुसज्जित किया गया था कि photoreactor आर्गन गैस से पहले और photoreactions के दौरान भर गया था सुनिश्चित करने के लिए । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: पर-राल intramolecular thiol-छोटे पेप्टाइड्स के मामले में प्रतिक्रिया िेने । इस प्रतिक्रिया से बाहर किया गया था एक पर-cysteine अवशेषों के trityl समूहों की राल संरक्षण रैखिक पेप्टाइड का पूरा संश्लेषण निम्नलिखित और फिर photoinitiators नक्शा और एमएमपी का उपयोग कर यूवी विकिरण के लिए राल सेट का उपयोग कर. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: पर राल आणविक thio-िेने प्रतिक्रिया । इस प्रतिक्रिया Fmoc-Cys-ओह DMF विलायक में और फिर alkene के साथ विकिरणित-राल पर असर पेप्टाइड अवशेष से बाहर किया गया था, एक macrolactamization का उपयोग PyBop, HoBt के बाद, और सक्रियण के रूप में NMM रिएजेंट । फिर पेप्टाइड संश्लेषण एक मानक SPPS का उपयोग जारी रखा गया था. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5: समाधान चरण में Intramolecular thiol-yne प्रतिक्रिया । इस प्रतिक्रिया को रैखिक पेप्टाइड के पूर्ण संश्लेषण के बाद समाधान चरण में किया गया था, जिसके बाद रैखिक पेप्टाइड degassed DMF और विकिरणित में photoinitiator DMPA के साथ यूवी प्रकाश का उपयोग कर भंग किया गया था. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6: Thioether सीमित चक्रीय पेप्टाइड्स एक पर राल intramolecular thiol-िेने प्रतिक्रिया का उपयोग कर उत्पन्न. A. यह पैनल ऑन-राल intramolecular thio-िेने की योजना को रिएक्शन दिखाता है । एमएस5: "एम" मोनो का प्रतिनिधित्व करता है-olenic अमीनो एसिड प्रतिस्थापित, "एस" एस विंयस्त अमीनो एसिड का प्रतिनिधित्व करता है, और "5" पक्ष श्रृंखला परमाणुओं की संख्या३८को संदर्भित करता है । B. यह पैनलों HPLC और एमएस स्पेक्ट्रा के पेप्टाइड एसी-YmS5AAAC-NH2 से पहले और इसके cyclization का पालन दिखाता है । C. इस पैनल के विभिंन दृश्यों के साथ चक्रीय पेप्टाइड्स के रूपांतरण से पता चलता है । यह आंकड़ा Zhao, बी एट अल से संशोधित किया गया है 28 कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए

Figure 7
चित्रा 7: पेप्टाइड स्टैपल के माध्यम से फोटो प्रेरित thiol-yne hydrothiolation. a. यह intramolecular thiol-yne hydrothiolation का एक योजनाबद्ध चित्रण है. B. इस पैनल पेप्टाइड अनुक्रम इस अध्ययन में मूल्यांकन दिखाता है । फलत: (I) ०.५ eq. DMPA, 1 ज; (II) कोई सर्जक, 1 ज; (III) ०.५ eq. DMPA, ०.५ eq. MAP, 1 ज; (IV) ०.५ eq. एमएमपी, ०.५ एच. सी. इस पैनल के विभिंन यूवी विकिरण समय के साथ पेप्टाइड 1a की प्रतिक्रिया मिश्रण के HPLC अंश से पता चलता है और २२० एनएम पर नजर रखी । D. यह पैनल 1ज-एनएमआर स्पेक्ट्रा ऑफ 1a, 2a-ए, और 2a-बी (४०० मेगाहर्ट्ज में DMSO-d6 में मापा) दिखाता है । तारक सल्फाइड एक vinyl यूवी विकिरण के बाद डबल बांड के गठन का संकेत मिलता है । . इस पैनल vinyl सल्फाइड पार से लिंक के साथ पेप्टाइड्स के परिपत्र dichroism स्पेक्ट्रा से पता चलता है । इस आंकड़े को तियान, वाइ. एट अल से संशोधित किया गया है । ४४ कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

सामग्री मेगावाट N(0.5 mmol/जी राल × 0 । 0 * * × 5eq.) एम(एमिनो एसिड) (mg)
डा mmol
Fmoc-Gly-OH २९७ ०.१२५ ३७.१
Fmoc-ाला-OH ३३१ ०.१२५ ४१.४
Fmoc-वैल-ओह ३३९ ०.१२५ ४२.४
Fmoc-लियू-ओह ३५३ ०.१२५ ४४.१
Fmoc-इले-OH ३५३ ०.१२५ ४४.१
Fmoc-प्रो-ओह ३३७ ०.१२५ ४२.१
Fmoc-Phe-OH ३८७ ०.१२५ ४८.४
Fmoc-Tyr (tBu)-OH ४६० ०.१२५ ५७.५
Fmoc-टीआरपी (बीओसी)-OH ५२७ ०.१२५ ६५.९
Fmoc-Ser (tBu)-OH ३८४ ०.१२५ ४८
Fmoc-(tBu)-अरे ३९८ ०.१२५ ४९.८
Fmoc-Cys (Trt)-OH ५८६ ०.१२५ ७३.३
Fmoc-मुलाकात-ओह ३७२ ०.१२५ ४६.५
Fmoc-Asn (Trt)-OH ५९७ ०.१२५ ७४.६
Fmoc-Gln (Trt)-OH ६११ ०.१२५ ७६.४
Fmoc-Asp (OtBu)-OH ४१२ ०.१२५ ५१.५
Fmoc-Glu (OtBu)-OH ४२६ ०.१२५ ५३.३
Fmoc-Lys (बीओसी)-OH ४६९ ०.१२५ ५८.६
Fmoc-Arg (Pbf)-OH ६१७ ०.१२५ ७७.१
Fmoc-आमा (Trt)-OH ६२० ०.१२५ ७७.५
HCTU ४१४ ०.१२२ ५०.५
DIPEA १२९ ०.२५ 43.5 (μL)
Dmf ०.५ एमएल

तालिका 1: युग्मन शर्तों की मात्रा ।

स्तंभ Zorbax SB-वायु कॉलम, ४.६ × २५० mm (ताकना आकार ८० Å, कण आकार 5 माइक्रोन)
सॉल्वैंट्स एक: जल, ०.१% (vol/TFA; ब: acetonitrile
प्रवाह दर 1 मिलीलीटर/
ग्रैडिएंट 20-70% (vol/25 मिनट से अधिक बी); 70%-5 मिनट से अधिक ९८%; ९८% संविधानमा 5min;
इंजेक्शन की मात्रा 30 – 500 μL
तरंग दैर्ध्य (एनएम) २८० (Fmoc-, Trp-या Tyr-युक्त पेप्टाइड्स के लिए), या ४९४ (FITC-लेबल किए गए पेप्टाइड्स) या २२० (अन्य लोगों के लिए)

तालिका 2: उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी शर्तें ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

पर राल intramolecular thio-िेने cyclization चित्रा 3में वर्णित है, एक cysteine अवशेषों के trityl समूह को हटाने के बाद photoreaction के लिए एक महत्वपूर्ण कदम हो पाया था । इसके अलावा, पेप्टाइड आणविक वजन करने से पहले और प्रतिक्रिया का पालन करने के समान होना पाया गया के रूप में चित्र घमण्डमें चित्रित किया । इसलिए, एक HPLC पहचान या एक DTNB परख के उपयोग के लिए प्रतिक्रिया की निगरानी के लिए आवश्यक है । के मामले में आण्विक thio-िेने प्रतिक्रिया चित्रा 4में वर्णित है, एमएस निगरानी आवश्यक है । जबकि लस्टम युग्मन के एक और कदम के लिए एक thioether तार के निर्माण के लिए आवश्यक पाया गया था, हम सुझाव है कि इस प्रोटोकॉल लंबे पेप्टाइड्स के लिए इस्तेमाल किया जाएगा ताकि एक समग्र उच्च दक्षता प्राप्त करने के लिए ।

vinyl सल्फाइड बांड thio-yne photoreaction द्वारा उत्पंन दृढ़ता से अंलीय TFA समाधान है कि राल दरार के लिए प्रयोग किया जाता है में स्थिर नहीं था । इसलिए समाधान चरण में thio-yne photoreaction के प्रयोग को अपनाया गया । इस प्रतिक्रिया के लिए एक कम एकाग्रता (०.५ mM) पतला था ताकि संभावित आणविक द्वारा प्रतिक्रियाओं से बचने के लिए । यह भी समान रूप से विलायक degas क्रम में photoreactions के दौरान उत्पाद ऑक्सीकरण से बचने के लिए महत्वपूर्ण है । प्रतिक्रिया के बाद, कार्बनिक विलायक DMF के निर्वात वाष्पीकरण भी सावधानी से किया जाना चाहिए ताकि पेप्टाइड ऑक्सीकरण/क्षरण या मशीनरी मूल्यह्रास को रोकने के लिए । चित्रा 5 में चित्रित thio-yne cyclization प्रतिक्रिया पोस्ट-पेप्टाइड संश्लेषण संशोधन३५के लिए एक तंत्र प्रदान करता है ।

जबकि intramolecular thiol-िेने प्रतिक्रिया सफलतापूर्वक अच्छा रूपांतरण, एक सरल thioether पार लिंक के साथ thioether सीमित पेप्टाइड्स उत्पंन करने के लिए वांछित पेचदार अनुरूप में पेप्टाइड्स विवश करने में विफल रहा है । इस पर-तार संशोधन रणनीति, एक में तार चिराल केंद्र प्रेरित पेप्टाइड helicity अवधारणा के आधार पर विकसित किया गया था, जहां γ पेप्टाइड सी टर्मिनल पर आर विंयास के साथ प्रतिस्थापित समूह है पेप्टाइड पेचदार अनुरूप पैदा करने में सक्षम था ( चित्रा 4)३९,४०. इस दृष्टिकोण के साथ जुड़े सीमा दो चिराल केंद्रों (α (एस), γ (आर))४१,४२के साथ enantiomerically शुद्ध अप्राकृतिक एमिनो एसिड के संश्लेषण है ।

इस अनुसंधान का प्रदर्शन किया है कि thio-yne प्रतिक्रिया एक पेचदार अनुरूप में पेप्टाइड अच्छा रूपांतरण के साथ विवश कर सकते हैं, के रूप में चित्र 7Eमें चित्रित किया । पेचदार पेप्टाइड्स के निर्माण के संदर्भ में, हम पेचदार पेप्टाइड्स के निर्माण के लिए thio-yne photoreaction की सलाह देते हैं । पर-राल intramolecular thio-िेने cyclization कम thioether तार पेप्टाइड्स के निर्माण के लिए उपयुक्त होने का प्रदर्शन किया गया था (से कम 15) मामले में लंबे पेप्टाइड्स भी प्रभावी cyclization सुनिश्चित करने के लिए लचीला कर रहे हैं. इसके अलावा, ऑन-राल आणविक thio-िेने cyclization लंबे पेप्टाइड cyclization के लिए सिफारिश की है ।

संक्षेप में, हम thioether के निर्माण के लिए रासायनिक प्रोटोकॉल की एक श्रृंखला विकसित की है/vinyl सल्फाइड सीमित पेप्टाइड्स के उपयोग के माध्यम से photoinduced thio-िेने/thio-yne क्लिक करें रसायन विज्ञान । प्रतिक्रिया कुशल, धातु उत्प्रेरक मुक्त, जोड़तोड़ के लिए सुविधाजनक है, और एक बेहतर कार्यात्मक समूह सहिष्णुता और जैव ओर्थोगोनल के अधिकारी के लिए प्रदर्शन किया गया है । इसके अलावा, इस विधि में एक β-hairpin४३,४४जैसे अन्य पेप्टाइड माध्यमिक संरचनाओं को स्थिर करने के क्रम में विकसित किया गया था । इस पत्र से पता चलता है कि thioether तार एक ट्रेस संशोधन साइट प्रदान करता है । यह काफी हद तक पेप्टाइड संश्लेषण संशोधन के बाद रासायनिक अंतरिक्ष फैलता है । इसके अलावा, aliphatic thioether/vinyl सल्फाइड सीमित पेप्टाइड्स कि हाइड्रोकार्बन स्टेपल पेप्टाइड्स के सापेक्ष एक कम झिल्ली विषाक्तता का प्रदर्शन किया अच्छी जैव गतिविधि का प्रदर्शन के साथ विविध जैविक अनुप्रयोगों में लागू कर रहे है और जैव उपलब्धता४५,४६.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक चीन अनुदान (No. २१३७२०२३, २१७७८००९ और ८१७०१८१८) के प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन से वित्तीय सहायता स्वीकार करते हैं; पीपुल्स रिपब्लिक ऑफ चाइना (No. 2015DFA31590) का विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी मंत्रालय; शेन्ज़ेन विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी नवाचार समिति (सं. JCYJ20170412150719814, JCYJ20170412150609690, JCYJ20150403101146313, JCYJ20160301111338144, JCYJ20160331115853521, JSGG20160301095829250, और GJHS20170310093122365); और चाइना Postdoctoral साइंस फाउंडेशन (No. 2017M610704) ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Rink Amide MBHA resin(0.53 mmol/g) HECHENG GRM50407
Standard Fmoc-protected amino acids GL Biochem (Shanghai) Ltd.
N-Methyl-2-pyrrolidinone Shenzhen endi Biotechnology Co.Ltd. 3230 skin harmful
N,N-Dimethyl formamide Energy B020051 skin harmful
Dichloromethane Energy W330229 skin harmful
N,N-Diisoproylethylamine Aldrich 9578 irritant
Trifluoroacetic acid J&K 101398 corrosive
Triisopropylsilane J&K 973821
1,2-Ethanedithiol J&K 248897 Stench
2-(6-Chloro-1H-benzotriazole-1-yl)-1,1,3,3-tetramethylaminium hexafluorophosphate  GL Biochem (Shanghai) Ltd. 851012
Morpholine Aldrich M109062 irritant
Diethyl ether Aldrich 673811 flammable
Acetonitrile Aldrich 9758 toxicity
Methanol Aldrich 9758 toxicity
2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-methyl-1-propanone Energy A050035
4-methoxyacetophenone Energy A050098
2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone Energy D070132
5,5'-Dithiobis-(2-nitrobenzoic acid) J&K 281281
Benzotriazole-1-yl-oxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate Energy E020172
1-Hydroxybenzotriazole Energy D050256
4-Methylmorpholine Energy W320038
High Performance Liquid Chromatography SHIMADZU LC-30AD
Electrospray Ionization Mass SHIMADZU LCMS-8030
Lyophilizer Labconco FreeZone
SpeedVac concentration system Thermo Savant
vacuum manifold promega A7231
three-way stopcocks Bio-Rad 7328107
poly-prep chromatography columns  Bio-Rad 7311550

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Pelay-Gimeno, M., Glas, A., Koch, O., Grossmann, T. N. Structure-based design of inhibitors of protein-protein interactions: mimicking peptide binding epitopes. Angewandte Chemie International Edition. 54 (31), 8896-8927 (2015).
  2. Passioura, T., Katoh, T., Goto, Y., Suga, H. Selection-based discovery of druglike macrocyclic peptides. Annual Review of Biochemistry. 83, 727-752 (2014).
  3. Gonzalez, M. W., Kann, M. G. Protein interactions and disease. PLoS Computational Biology. 8 (12), 1-11 (2012).
  4. Wilson, A. J. Inhibition of protein-protein interactions using designed molecules. Chemical Society Reviews. 38 (12), 3289-3300 (2009).
  5. Teresa, A. F. C., Alessio, C. Cyclic and macrocyclic peptides as chemical tools to recognise protein surfaces and probe protein-protein interactions. ChemMedChem. 11 (8), 787-794 (2016).
  6. Craik, D. J., Fairlie, D. P., Liras, S., Price, D. The future of peptide-based drugs. Chemical Biology & Drug Design. 81 (1), 136-147 (2013).
  7. Cromm, P. M., Spiegel, J., Grossmann, T. N. Hydrocarbon stapled peptides as modulators of biological function. ACS Chemical Biology. 10 (6), 1362-1375 (2015).
  8. Zhang, Q. Z., Tian, Y., Lao, Y. Z., Li, Z. G. Peptides-staple method development and its application in cancer therapy. Current Medicinal Chemistry. 21 (21), 2438-2452 (2014).
  9. Cromm, P. M., Spiegel, J., Grossmann, T. N. Hydrocarbon stapled peptides as modulators of biological function. ACS Chemical Biology. 10 (6), 1362-1375 (2015).
  10. Wang, D., Liao, W., Arora, P. S. Enhanced metabolic stability and protein-binding properties of artificial alpha helices derived from a hydrogen-bond surrogate: application to Bcl-xL. Angewandte Chemie International Edition. 44 (40), 6525-6529 (2005).
  11. Bullock, B. N., Jochim, A. L., Arora, P. S. Assessing helical protein interfaces for inhibitor design. Journal of the American Chemical Society. 133, 14220-14223 (2011).
  12. Jackson, D. Y., King, D. S., Chmielewski, J., Singh, S., Schultz, P. G. General approach to the synthesis of short α-helical peptides. Journal of the American Chemical Society. 113 (24), 9391-9392 (1991).
  13. Timmerman, P., Beld, J., Puijk, W. C., Meloen, R. H. Rapid and quantitative cyclization of multiple peptide loops onto synthetic scaffolds for structural mimicry of protein surfaces. ChemBioChem. 6 (5), 821-824 (2005).
  14. Muppidi, A., Wang, Z., Li, X., Chen, J., Lin, Q. Achieving cell penetration with distance-matching cysteine cross-linkers: a facile route to cell-permeable peptide dual inhibitors of Mdm2/Mdmx. Chemical Communications. 47 (33), 9396-9398 (2011).
  15. Schafmeister, C. E., Po, J., Verdine, G. L. An all-hydrocarbon cross-linking system for enhancing the helicity and metabolic stability of peptides. Journal of the American Chemical Society. 122 (24), 5891-5892 (2000).
  16. Osapay, G., Taylor, J. W. Multicyclic polypeptide model compounds. 1. synthesis of a tricyclic amphiphilic alpha-helical peptide using an oxime resin, segment-condensation approach. Journal of the American Chemical Society. 112 (16), 6046-6051 (1990).
  17. Lau, Y. H., Andrade, dP., Wu, Y., Spring, D. R. Peptide stapling techniques based on different macrocyclisation chemistries. Chemical Society Reviews. 44 (1), 91-102 (2015).
  18. Spokoyny, A. M., Zou, Y., Ling, J. J., Yu, H., Lin, Y. S., Pentelute, B. L. A perfluoroaryl-cysteine S(N)Ar chemistry approach to unprotected peptide stapling. Journal of the American Chemical Society. 135 (16), 5946-5949 (2013).
  19. Lautrette, G., Touti, F., Lee, H. G., Dai, P., Pentelute, B. L. Nitrogen arylation for macrocyclization of unprotected peptides. Journal of the American Chemical Society. 138 (27), 8340-8343 (2016).
  20. Tian, Y., et al. Stapling of unprotected helical peptides via photoinduced intramolecular thiol-yne hydrothiolation. Chemical Science. 7 (5), 3325-3330 (2016).
  21. Chang, Y. S., et al. Stapled α-helical peptide drug development: a potent dual inhibitor of MDM2 and MDMX for p53-dependent cancer therapy. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (36), 3445-3454 (2013).
  22. Zhao, H., et al. Crosslinked aspartic acids as helix-nucleating templates. Angewandte Chemie International Edition. 55 (39), 12088-12093 (2016).
  23. Leshchiner, E. S., et al. Direct inhibition of oncogenic KRAS by hydrocarbon-stapled SOS1 helices. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (6), 1761-1766 (2015).
  24. Wang, D., Qin, X., Zhao, H., Li, Z. N-cap helix nucleation: methods and their applications. Science China Chemistry. 60 (6), 689-700 (2017).
  25. Zorzi, A., Deyle, K., Heinis, C. Cyclic peptide therapeutics: past, present and future. Current Opinion in Chemical Biology. 38, 24-29 (2017).
  26. Hu, K., et al. An in-tether chiral center modulates the helicity, cell permeability, and target binding affinity of a peptide. Angewandte Chemie International Edition. 55 (28), 8013-8017 (2016).
  27. Lin, H., Jiang, Y., Zhang, Q., Hu, K., Li, Z. An in-tether sulfilimine chiral center induces helicity in short peptides. Chemical Communications. 52 (68), 10389-10391 (2016).
  28. Zhao, B., Zhang, Q., Li, Z. Constructing thioether-tethered cyclic peptides via on-resin intra-molecular thiol-ene reaction. Journal of Peptide Science. 22 (8), 540-544 (2016).
  29. Dondoni, A., Massi, A., Nanni, P., Roda, A. A new ligation strategy for peptide and protein glycosylation: photoinduced thiol-ene coupling. Chemistry. 15 (43), 11444-11449 (2009).
  30. Hu, K., Sun, C., Li, Z. Reversible and versatile on-tether modification of chiral-center-induced helical peptides. Bioconjugate Chemistry. 28 (7), 2001-2007 (2017).
  31. Shi, X., Jiang, Y., Yang, D., Zhao, H., Tian, Y., Li, Z. Reversibly switching the conformation of short peptide through in-tether chiral sulfonium auxiliary. Chinese Chemical Letters. , In Press (2017).
  32. Jiang, Y., et al. Switching substitution groups on the in-tether chiral centre influences backbone peptides' permeability and target binding affinity. Organic & Biomolecular Chemistry. 15 (3), 541-544 (2017).
  33. Aimetti, A. A., Shoemaker, R. K., Lin, C. C., Anseth, K. S. On-resin peptide macrocyclization using thiol-ene click chemistry. Chemical Communications. 46 (23), 4061-4063 (2010).
  34. Wang, Y. X., Chou, D. H. C. A thiol-ene coupling approach to native peptide stapling and macrocyclization. Angewandte Chemie International Edition. 54 (37), 10931-10934 (2015).
  35. Wang, Y., et al. Application of thiol-yne/thiol-ene reactions for peptide and protein macrocyclizations. Chemistry. 23 (29), 7087-7092 (2017).
  36. Patgiri, A., Menzenski, M. Z., Mahon, A. B., Arora, P. S. Solid-phase synthesis of short α-helices stabilized by the hydrogen bond surrogate approach. Nature Protocols. 5 (11), 1857-1865 (2010).
  37. Ozyurek, M., Baki, S., Gungor, N., Celik, S. E., Guclu, K., Apak, R. Determination of biothiols by a novel on-line HPLC-DTNB assay with post-column detection. Analytica Chimica Acta. 750, 173-181 (2012).
  38. Zhang, Q. Z., et al. Chiral sulfoxide-induced single turn peptide α-helicity. Scientific Reports. 6, 38573 (2016).
  39. Lin, H., et al. An in-tether sulfilimine chiral center induces beta-turn conformation in short peptides. Organic & Biomolecular Chemistry. 14 (42), 9993-9999 (2016).
  40. Hu, K., Li, W., Yu, M., Sun, C., Li, Z. Investigation of cellular uptakes of the in-tether chiral-center-induced helical pentapeptides. Bioconjugate Chemistry. 27 (12), 2824-2827 (2016).
  41. Hu, K., et al. A precisely positioned chiral center in an i, i + 7 tether modulates the helicity of the backbone peptide. Chemical Communications. 53 (50), 6728-6731 (2017).
  42. Li, J., et al. An in-tether chiral center modulates the proapoptotic activity of the KLA peptide. Chemical Communications. 53 (75), 10452-10455 (2017).
  43. Zhao, B., et al. A thioether-stabilized-D-proline-L-proline-induced β-hairpin peptide of defensin segment increases its anti-Candida albicans ability. ChemBioChem. 17 (15), 1416-1420 (2016).
  44. Tian, Y., Yang, D., Ye, X., Li, Z. Thioether-derived macrocycle for peptide secondary structure fixation. The Chemical Record. 17 (9), 874-885 (2017).
  45. Hu, K., Yin, F., Yu, M., Sun, C., Li, J., Liang, Y., Li, W., Xie, M., Lao, Y., Liang, W., Li, Z. G. In-tether chiral center induced helical peptide modulators target p53-MDM2/MDMX and inhibit tumor growth in stem-like cancer cell. Theranostics. 7 (18), 4566-4576 (2017).
  46. Tian, Y., Jiang, Y., Li, J., Wang, D., Zhao, H., Li, Z. Effect of stapling architecture on physiochemical properties and cell permeability of stapled α-helical peptides: a comparative study. ChemBioChem. 18 (21), 2087-2093 (2017).

Tags

रसायन विज्ञान अंक १३८ Thio-िेने/yne प्रतिक्रिया फोटो प्रेरित cysteine thioether स्थिरीकरण पेचदार पेप्टाइड्स प्रोटीन-प्रोटीन बातचीत
Thioether/Vinyl सल्फाइड-फोटो प्रेरित Thiol के माध्यम से सीमित पेचदार पेप्टाइड्स का निर्माण-िेने/yne Hydrothiolation
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Shi, X., Liu, Y., Zhao, R., Li, Z.More

Shi, X., Liu, Y., Zhao, R., Li, Z. Constructing Thioether/Vinyl Sulfide-tethered Helical Peptides Via Photo-induced Thiol-ene/yne Hydrothiolation. J. Vis. Exp. (138), e57356, doi:10.3791/57356 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter