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Chimica

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

Published: August 01, 2018
doi:
10.3791/57356
, , ,
1Key Laboratory of Chemical Genomics, School of Chemical Biology and Biotechnology,Peking University Shenzhen Graduate School

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 ।

Protocol

1. उपकरण तैयारी 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 …

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 <stron…

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 …

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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

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
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Riferimenti

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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).
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