Un protocolo para la síntesis de un 1, 2-dithiolane modificada de péptidos y la caracterización de las estructuras supramoleculares resultantes del peptide uno mismo-Asamblea.
Este informe se centra en la síntesis de un N-terminal 1, 2-dithiolane modificado peptide uno mismo-montaje y la caracterización de la resultante uno mismo-montar estructuras supramoleculares. La ruta sintética aprovecha la síntesis de péptidos de fase sólida con el acoplamiento en la resina de la molécula del precursor dithiolane, 3-(acetylthio) -2-(acetylthiomethyl) propanoico ácido y la thioacetate asistida por microondas deprotection del péptido N-terminal antes de la división final de la resina para dar 1, 2-dithiolane modificado péptido. Después de la purificación de la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) del péptido 1, 2-dithiolane, derivado de la base nucleating del péptido Aβ asociado con la enfermedad de Alzheimer, el péptido aparece uno mismo-montar en fibras amiloideas Cruz-β. Protocolos para la caracterización de las fibras amiloides por espectroscopia infrarroja de Fourier (FT-IR), espectroscopía de dicroísmo circular (CD) y microscopía electrónica de transmisión (TEM) se presentan. Ahora pueden explorar los métodos de modificación de la N-terminal con una molécula de 1, 2-dithiolane a péptidos uno mismo-montaje bien caracterizados como sistemas modelo para desarrollar estrategias de modificación de la Asamblea y explorar la química covalente dinámica en superficies de nanofibras de péptido supramolecular.
El enlace peptídico sólido formación química implicada en síntesis del peptide de la fase sólida y la capacidad para controlar la composición y la longitud de la secuencia hacen los péptidos que uno mismo-montan en estructuras supramoleculares un campo muy investigado. Los factores que controlan y estabilizan péptido uno mismo-montado estructuras, incluyendo cadena lateral estérico e interacciones electrostáticas, hidrógeno y efectos hidrofóbicos1, servir como un conjunto de reglas de diseño. Como la investigación en estas reglas de diseño fundamental continúa progresando, el siguiente paso lógico en péptido autoensamblaje implica ampliar la diversidad de funciones y estructuras de péptidos. Mientras que uno mismo-montaje de péptidos es un biomaterial versátil que se han utilizado para muchas aplicaciones biomédicas templando el péptido secuencia o conjunto de condiciones2,3,4, el desarrollo de estrategias para la Asamblea modificaciones a péptido nanofibras en5,6,7,8,9 sigue siendo un área relativamente inexplorada.
Química intercambio y tiol disulfuro dinámicos en la superficie de estructuras supramoleculares es un área que tiene el potencial para producir biomateriales nuevos y funcionales. La incorporación de moléculas de 1, 2-dithiolane (comúnmente un derivado de ácido lipoico (la) o ácido asparagusic (aa)) se han divulgado en liposomas sistemas10,11, bloque copolímeros12,13y como Organización de anclajes en superficies14,15. Adjunto, divulgamos la síntesis y caracterización de un peptide uno mismo-montaje derivado del núcleo nucleating del péptido Aβ asociado con la enfermedad de Alzheimer que es modificada en el N-terminal con 1, 2-dithiolane grupo funcional16, 17. Las fibras supramoleculares que ahora sirven como una plataforma experimental para el estudio de la reactividad en la superficie supramolecular de fibras amiloides18intercambio de disulfuro y tiol.
Este artículo discute los detalles de la síntesis y la purificación de un peptide uno mismo-montaje N-terminal 1, 2-dithiolane modificado y la caracterización de las estructuras supramoleculares resultantes. La síntesis del péptido 1, 2-dithiolane divulgado aquí tiene las ventajas, incluyendo una síntesis de un solo paso para producir el precursor dithiolane, 3-(acetylthio) -2-(acetylthiomethyl) propanoico ácido y la resina en microondas reacción de desprotección de la precursor thioacetate protección de grup…
The authors have nothing to disclose.
Los autores desean agradecer al Dr. B. Ellen Scanley su capacitación técnica y ayuda usar la temperatura en el centro de la Universidad (CSCU) y universidades del estado de Connecticut para nanotecnología y Dr. Ishita Mukerji en Universidad de Wesleyan para tener acceso a su CD Espectrofotómetro. El trabajo divulgado fue apoyado en parte por el Instituto de Ciencias en la Universidad de Fairfield, Connecticut NASA espacio Grant consorcio y por la National Science Foundation bajo la beca número-1624774.
Rink amide MBHA resin, high load | Gyros Protein Technologies | RAM-5-HL | Avoid contact with skin and eyes; do not inhale |
N,N-Dimethylformamide | Fisher Scientific | D119-4 | Flammable liquid and vapor; irritating to eyes and skin; Use personal protective equipment; keep away from open flame |
Fmoc-L-Val-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-V | Wear personal protective equipment; do not inhale |
Fmoc-L-Leu-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-L | Wear personal protective equipment; do not inhale |
Fmoc-L-Lys(Boc)-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-KBC | Wear personal protective equipment; do not inhale |
Fmoc-L-Phe-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-F | Wear personal protective equipment; do not inhale |
Fmoc-L-Ala-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-A | Wear personal protective equipment; do not inhale |
Fmoc-L-Gln(Trt)-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-QT | Wear personal protective equipment; do not inhale |
N,N,N′,N′-Tetramethyl-O-(1H-benzotriazol-1-yl)uronium hexafluorophosphate | Gyros Protein Technologies | 26432 | Causes skin, eye and respiratory irritation; do not inhale; use under hood or in well ventilated area |
0.4 M N-methylmorpholine in DMF | Gyros Protein Technologies | PS3-MM-L | highly flammable; wear personal protective equipment; keep away from heat and keep container tightly closed; do not inhale or swallow; wash skin thoroughly after handling |
20% piperidine in DMF | Gyros Protein Technologies | PS3-PPR-L | Causes severe eye and skin burns; Flammable Liquid and vapor; Do not inhale |
dichloromethane | Fisher Scientific | D37-4 | May cause cancer; Do not inhale; Wear personal protective equipment; use under hood only; if contacted rise with water for at least 15 minutes and obtain medical attention |
acetonitrile | Fisher Scientific | A998-4 | Flammable; irritating to eyes; Use personal protective equipment; Use only under a fume hood; keep away from open flame or hot surface; if contacted rinse wiith water for at least 15 minutes and obtain medical attention |
trifluoroacetic acid | Fisher Scientific | A116-50 | Causes severe burns; do not inhale; harmful to aquatic life; use personal protective equipment; use only under fume hood; if contacted rinse with water for at least 15 minutes and obain immediate medical attention |
4% uranyl acetate | Electron Microscopy Sciences | 22400-4 | Do not inhale; harmful to aquatic life |
4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid | Acros Organics | AC172571000 | Do not inhale; use outdoors or in well-ventilated area |
nitrogen Gas | TechAir | Contents under pressure, may explode if heated | |
3-bromo-2-(bromomethyl)propionic acid | Alfa Aesar | AAA1963014 | Do not inhale; causes irritation to skin and eyes; corrosive |
sodium hydroxide | Fisher Scientific | S318-100 | Use personal protective equipment; use only under fume hood; if contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
potassium thioacetate | Acros Organics | AC221300250 | Causes skin and eye irritation; do not inhale; use personal protective equipment |
sulfuric acid | Fisher Scientific | SA213 | Causes burns; keep away from water; keep away from combustible material; do not inhale; use personal protective equipment; if contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
chloroform-d | Acros Organics | AC320690075 | Possible cancer hazard; irritating to skin and eyes; do not inhale; Use personal protective equipment; use only under fume hood; If contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
chloroform | Fisher Scientific | C298-4 | Possible cancer hazard; irritating to skin and eyes; do not inhale; Use personal protective equipment; use only under fume hood; If contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
N,N-diisopropylethylamine | Acros Organics | AC367841000 | Highly flammable; harmful to aquatic life; wear personal protective equipment; do not swallow |
ammonium hydroxide | Fisher Scientific | A669S-500 | Corrosive; do not inhale |
methanol | Fisher Scientific | A452-4 | Flammable liquid and vapor; use personal protective equipment; do not inhale; If contact rinse area for at least 15 minutes and obtain medical attention |
triisopropylsilane | Sigma Aldrich | 233781 | Flammable; use personal proctective safety equipment; keep container tightly closed |
diethyl ether | Fisher Scientific | E138-1 | Extremely flammable; Irritating to skin and eyes; Use personal protective equipment |
2,5-dihydroxybenzoic acid | Sigma Aldrich | 39319-10x10MG-F | do not inhale; irritating to skin and eyes |
alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid | Alfa Aesar | AAJ67635EXK | |
c18 zip-tip | Millipore | ZTC18S096 | |
tris(2-carboxyethyl) phospine hydrochloride | Thermo Scientific | PI20490 | |
silica gel 60 F254 coated aluminum-backed TLC sheets | EMD Millipore | 1.05549.0001 | |
Thin walled Precision NMR tubes | Bel-Art | 663000585 | 5mm O.D. |
All-plastic Norm-Ject syringes | Air Tite | AL10 | |
single-use needle | BD PrecisionGlide | BD 305185 | used needles get disposed on in sharps waste container |
disposable fritted syringe | Torviq | SF1000LL | 10mL fritted syringes were used in the report, but larger syringes are avaibale if needed for larger scale synthesis. |
carbon grid | Ted Pella, Inc. | CF200-CU | Make sure to prepare samples and staining on the carbon grid side, not the shiny copper side of grid |
self-closing tweezers | Electron Microscopy Sciences | 78318-3X | very sharp tips, length: 120 mm |
0.1 mm short path length cell | Starna Cells, Inc. | 20/C-Q-0.1 | Fragile |
10mL Vessel Caps | CEM | 909210 | |
10mL Pressure Vessels | CEM | 908035 | |
Aeris Semi-Prep HPLC column | Phenomenex | 00F-4632-N0 | 150 x 10mm |
cell holder | Starna Cells, Inc. | CH-2049 | Needed when using short pathlength cells |
PS3 peptide synthesizer | Gyros Protein Technologies | ||
DiscoverSP Microwave Reactor | CEM | ||
centrifuge | HERMLE | Z 206 A | used a fixed 6×50 mL rotor |
HPLC | Shimadzu | UV Detector | |
nuclear magnetic resonance spectrometer | Avance, Bruker | 300 MHz | |
MALDI-TOF mass spectrometer | Axima Confidence, Shimadzu | ||
lyophilizer | Millrock Technology | BT85A | |
Fourier-Transform Infrared Spectrometer | Alpha Tensor, Bruker | ||
Transmission Electron Microscope | Tecnai Spirit, FEI | Used with Gatan Orius Fiberoptic CCD digital camera. Accessed at CSCU Center for Nanotechnology | |
Circular Dichroism Spectropolarimeter | J-810, JASCO | Used with a six-cell Peltier temperature controller. Accessed at Wesleyan University. |