التجميعي تقسيم وبركة وتوصيف الببتيد المكتبة أميد العالي
Summary
الببتيد الأميدات العالي (اتفاقيات التجارة التفضيلية) هي الفصيلة من peptidomimetics التي تشمل ولكن لا تقتصر على الببتيدات، peptoids والببتيدات ميثليته N-. نحن هنا تصف طريقة الاصطناعية الذي يجمع بين كل تقسيم وحمام سباحة واستراتيجيات مونومر فرعية لتجميع، حبة واحدة مكتبة المجمع واحدة من اتفاقيات التجارة التفضيلية.
Abstract
Peptidomimetics هي مصادر كبيرة من البروتين بروابط. طبيعة من oligomeric من هذه المركبات تمكننا من الوصول إلى المكتبات الاصطناعية كبير على المرحلة الصلبة باستخدام الكيمياء اندماجي. واحدة من الفئات الأكثر مدروسة من peptidomimetics هو peptoids. Peptoids سهلة لتجميع ولقد ثبت أن تكون مقاومة للتحلل البروتين وخلايا قابلة للاختراق. على مدى العقد الماضي، تم تحديد العديد من البروتين بروابط مفيدة من خلال الفحص المكتبات peptoid. ومع ذلك، فإن معظم بروابط حدد من المكتبات peptoid لا تعرض تقارب عالية، مع استثناءات نادرة. قد يكون هذا بسبب، في جزء منه، إلى عدم وجود مراكز مراوان والقيود بتكوين جزيئات في peptoid. في الآونة الأخيرة، وصفنا مسار الاصطناعية الجديدة للوصول الببتيد الأميدات العالي (اتفاقيات التجارة التفضيلية). اتفاقيات التجارة التفضيلية هي الفصيلة من peptidomimetics التي تشمل ولكن لا تقتصر على الببتيدات، peptoids والببتيدات ميثليته N-. مع السلاسل الجانبية على كلا α الكربون وذرات النيتروجين سلسلة الرئيسية،التشكل من هذه الجزيئات مقيدة إلى حد كبير من قبل عائق sterical وallylic 1،3 السلالة. (الشكل 1) دراستنا تشير إلى أن هذه الجزيئات منطقة التجارة التفضيلية ومنظم للغاية في حل، ويمكن استخدامها لتحديد بروابط البروتين. ونحن نعتقد أن هذه الجزيئات يمكن أن تكون مصدرا مستقبل عالية تقارب بروابط البروتين. نحن هنا وصف طريقة تركيبية تجمع بين قوة كل من الانقسام وحمام سباحة واستراتيجيات مونومر فرعية لتجميع عينة حبة واحدة في مركب واحد (OBOC) مكتبة اتفاقيات التجارة التفضيلية.
Introduction
Peptidomimetics هي مركبات التي تحاكي بنية الببتيدات الطبيعية. أنها مصممة على الإبقاء على النشاط الحيوي في حين التغلب على بعض المشاكل المرتبطة الببتيدات الطبيعية، بما في ذلك نفاذية الخلية والاستقرار ضد التحلل البروتيني 1-3. نظرا لطبيعة من oligomeric من هذه المركبات، والمكتبات الاصطناعية الكبيرة يمكن الوصول إليها بسهولة من خلال الطرق التركيبية أحادى أو دون أحادى 4-7. واحدة من الفئات الأكثر دراسة من peptidomimetics هو peptoids. Peptoids هي الأوليغومرات من GLYCINES N-الألكيلية التي يمكن توليفها بسهولة باستخدام استراتيجية مونومر الفرعي 8، 9. وقد تم تحديد العديد من البروتين بروابط مفيدة بنجاح من فحص المكتبات peptoid الاصطناعية كبيرة ضد أهداف البروتين 1، 10-14. ومع ذلك، "يضرب" حدد من المكتبات peptoid نادرا ما أرشفة تقارب عالية جدا نحو تحقيق الأهداف البروتين 1،10-14،22. واحد أماهJOR الفرق بين peptoids والببتيدات الطبيعي هو أن معظم peptoids عموما تفتقر إلى القدرة على تكوين هيكل الثانوي نظرا لعدم وجود مراكز مراوان والقيود متعلق بتكوين جزئي. من أجل حل هذه المشكلة، وضعت استراتيجيات متعددة على مدى العقد الماضي، مع التركيز بشكل كبير على تعديل السلاسل الجانبية الواردة على ذرات النتروجين سلسلة الرئيسية 15-22. في الآونة الأخيرة، وقد وضعنا طريقا الاصطناعية الجديدة إلى تقديم السلاسل الجانبية الأحماض الأمينية الطبيعية على العمود الفقري peptoid لإنشاء الببتيد الأميدات العالي 23.
الببتيد الأميدات العالي (اتفاقيات التجارة التفضيلية) هي عائلة السوبر من peptidomimetics التي تشمل ولكن لا تقتصر على الببتيدات (R 2 = H)، peptoids (R 1 = H) والببتيدات ميثليته N-(R 1 ≠ H، R 2 = عني) . (انظر الشكل 1) لدينا المسار الاصطناعية توظف طبيعيا الأحماض الأمينية كمصدر للشرليتي والجانب سلاسل على45؛ الكربون، والأمينات الأولية المتاحة تجاريا لتوفير N-بدائل. وبالتالي، مساحة الكيميائية أكبر من الببتيدات بسيطة، peptoids أو الببتيدات ميثليته N-يمكن استكشافها. وقد أظهرت أطياف ازدواج اللون التعميم ومنظم للغاية أن جزيئات منطقة التجارة التفضيلية في الحل. توصيف واحد من المجمعات منطقة التجارة التفضيلية البروتين يبين بوضوح أن القيود متعلق بتكوين جزئي من منطقة التجارة التفضيلية المطلوبة للربط. مؤخرا، اكتشفنا أيضا أن بعض الجزيئات تمتلك منطقة التجارة التفضيلية تحسين نفاذية الخلية من peptoid والببتيد نظرائهم. ونحن نعتقد أن هذه المكتبات منطقة التجارة التفضيلية يمكن أن يكون مصدرا جيدا للبروابط عالية تقارب لأهداف البروتين. في هذه الورقة، وسوف نناقش تجميع عينة حبة واحدة في مركب واحد (OBOC) مكتبة PTA في التفاصيل جنبا إلى جنب مع بعض الظروف المحسنة للاقتران والانقسام لهذه المركبات.
Protocol
Representative Results
Discussion
الببتيد الأميدات العالي (اتفاقيات التجارة التفضيلية) هي الفصيلة من الأوليغومرات peptidomimetic. إلى جانب الببتيدات مدروسة، peptoids والببتيدات ميثليته N-، وجزء كبير من المركبات داخل هذه العائلة لا تزال سلوكه، مجورلي بسبب عدم وجود طريقة للوصول الاصطناعية العام الببتيدات N-الأل…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
فإن الكتاب أود أن أشكر الدكتور Jumpei موريموتو والدكتور تود دوران للمساعدة قيمة. وأيد هذا العمل عن طريق عقد من NHLBI (NO1-HV-00242).
Materials
| 2,4,6 trimethylpyridine | ACROS | 161950010 | CAS:108-75-8 |
| 2-morpholinoethanamine | Sigma-Aldrich | 06680 | CAS:2038-03-1 |
| 48% HBr Water solution | ALFA AESAR | AA14036AT | CAS:10035-10-6 |
| Acetaldehyde | Sigma-Aldrich | 402788 | CAS:75-07-0 |
| Acetonitrile | Fisher | SR015AA-19PS | CAS:75-05-8 |
| Anhydrous Tetrahydrofuran (THF) | EMD | EM-TX0277-6 | CAS:109-99-9 |
| Benzylamine | Sigma-Aldrich | 185701 | CAS:100-46-9 |
| bis(trichloromethyl) carbonate (BTC) | ACROS | 258950050 | CAS:32315-10-9 |
| Bromoacetic acid | ACROS | 106570010 | CAS:79-08-3 |
| Chloranil | Sigma-Aldrich | 23290 | CAS:118-75-2 |
| Cyclohexanemethylamine | Sigma-Aldrich | 101842 | CAS:3218-02-8 |
| D2O | Cambridge Isotope | DLM-4-99.8-1000 | CAS:7789-20-0 |
| D-alanine | Anaspec | 61387-100 | CAS:338-69-2 |
| Dichloromethane (DCM) | Fisher | BJ-NS300-20 | CAS:75-09-2 |
| Dimethylformamide (DMF) | Fisher | BJ-076-4 | CAS:68-12-2 |
| Ethylene glycol | Oakwood | 44710 | CAS:107-21-1 |
| Isopentylamine | Sigma-Aldrich | W321907 | CAS:107-85-7 |
| KBr | ACROS | 424070025 | CAS:7758-02-3 |
| L-alanine | Anaspec | 61385-100 | CAS:56-41-7 |
| 3-Methoxypropylamine | Sigma-Aldrich | M25007 | CAS:5332-73-0 |
| 2-Methoxyethylamine | Sigma-Aldrich | 143693 | CAS:109-85-3 |
| N-(3-Aminopropyl)-2-pyrrolidinone | Sigma-Aldrich | 136565 | CAS:7663-77-6 |
| N,N'-Diisopropylcarbodiimide (DIC) | ACROS | 115211000 | CAS:693-13-0 |
| N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) | Sigma-Aldrich | D125806 | CAS:7087-68-5 |
| NaNO2 | ACROS | 424340010 | CAS:7631-99-4 |
| NAOD 40% solution in water | ACROS | 200058-506 | CAS:7732-18-5 |
| Piperidine | ALFA AESAR | A12442-AE | CAS:110-89-4 |
| Piperonylamine | Sigma-Aldrich | P49503 | CAS:2620-50-0 |
| Propylamine | Sigma-Aldrich | 240958 | CAS:107-10-8 |
| Trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | 299537 | CAS:76-05-1 |
| α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid | Sigma-Aldrich | 39468 | CAS:28166-41-8 |
| α-ketoglutarate | ALFA AESAR | AAA10256-22 | CAS:328-50-7 |
| Tentagel Resin with RINK linker | Rapp-Polymere | S30023 | |
| Alanine transaminase | Roche | 10105589001 | AKA: Glutamate-Pyruvate Transaminase (GPT) |
| Incubator | New Brunswick Scientific | Innova44 | |
| NMR | Bruker | 400MHz | |
| MALDI mass spectrometer | Applied Biosystems | 4800 MALDI-TOF/TOF | |
| Lyophilizer | SP Scientific | VirTis benchtop K | |
| Syringe reactor | INTAVIS | Reaction Column | 3ml, 5ml, 10ml, 20ml |
| Vacuum manifold | Promega | A7231 | Vac-Man |
References
- Xiao, X., Yu, P., Lim, H. -. S., Sikder, D., Kodadek, T. Design and Synthesis of a Cell-Permeable Synthetic Transcription Factor Mimic. Journal of Combinatorial Chemistry. 9, 592-600 (2007).
- Miller, S. M., et al. Proteolytic Studies of Homologous Peptide and N-Substituted Glycine Peptoid Oligomers. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 4, 2657-2662 (1994).
- Grauer, A., Konig, B. Peptidomimetics – A Versatile Route to Biologically Active Compounds. European Journal of Organic Chemistry. 30, 5099-5111 (2009).
- Zuckermann, R. N., Kerr, J. M., Kent, S. B. H., Moos, W. H. Efficient method for the preparation of peptoids [oligo(N-substituted glycines)] by submonomer solid-phase synthesis. Journal of the American Chemical Society. 114, 10646-10647 (1992).
- Figliozzi, G. M., Goldsmith, R., Ng, S. C., Banville, S. C., Zuckermann, R. N. Synthesis of N-substituted glycine peptoid libraries. Methods in Enzymology. 267, 437-447 (1996).
- Seebach, D., et al. beta-peptides: Synthesis by Arndt-Eistert homologation with concomitant peptide coupling. Structure determination by NMR and CD spectroscopy and by X-ray crystallography. Helical secondary structure of a beta-hexapeptide in solution and its stability towards pepsin. Helv Chim Acta. 79, 913-941 (1996).
- Lam, K. S., et al. A New Type of Synthetic Peptide Library for Identifying Ligand-Binding Activity. Nature. 354, 82-84 (1991).
- Simon, R. J., et al. Peptoids – a Modular Approach to Drug Discovery. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 89, 9367-9371 (1992).
- Burkoth, T. S., et al. Toward the synthesis of artificial proteins: the discovery of an amphiphilic helical peptoid assembly. Chem Biol. 9, 647-654 (2002).
- Alluri, P. G., Reddy, M. M., Bachhawat-Sikder, K., Olivos, H. J., Kodadek, T. Isolation of protein ligands from large peptoid libraries. Journal of the American Chemical Society. 125, 13995-14004 (2003).
- Lim, H. S., Archer, C. T., Kodadek, T. Identification of a peptoid inhibitor of the proteasome 19S regulatory particle. Journal of the American Chemical Society. 129, 7750-7751 (2007).
- Wrenn, S. J., Weisinger, R. M., Halpin, D. R., Harbury, P. B. Synthetic ligands discovered by in vitro selection. Journal of the American Chemical Society. 129, 13137-13143 (2007).
- Aina, O. H., Marik, J., Liu, R. W., Lau, D. H., Lam, K. S. Identification of novel targeting peptides for human ovarian cancer cells using "one-bead one-compound" combinatorial libraries. Mol Cancer Ther. 4, 806-813 (2005).
- Udugamasooriya, D. G., Dineen, S. P., Brekken, R. A., Kodadek, T. A Peptoid “Antibody Surrogate” That Antagonizes VEGF Receptor 2 Activity. Journal of the American Chemical Society. 130, 5744-5752 (2008).
- Shah, N. H., et al. Oligo( N-aryl glycines): A New Twist on Structured Peptoids. Journal of the American Chemical Society. 130, 16622-16632 (2008).
- Chongsiriwatana, N. P., et al. Peptoids that mimic the structure, function, and mechanism of helical antimicrobial peptides. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105, 2794-2799 (2008).
- Paul, B., et al. N-Naphthyl Peptoid Foldamers Exhibiting Atropisomerism. Organic Letters. 14, 926-929 (2012).
- Crapster, J. A., Guzei, I. A., Blackwell, H. E. A peptoid ribbon secondary structure. Angewandte Chemie. 52, 5079-5084 (2013).
- Gorske, B. C., Stringer, J. R., Bastian, B. L., Fowler, S. A., Blackwell, H. E. New strategies for the design of folded peptoids revealed by a survey of noncovalent interactions in model systems. J Am Chem Soc. 131, 16555-16567 (2009).
- Stringer, J. R., Crapster, J. A., Guzei, I. A., Blackwell, H. E. Extraordinarily robust polyproline type I peptoid helices generated via the incorporation of alpha-chiral aromatic N-1-naphthylethyl side chains. J Am Chem Soc. 133, 15559-15567 (2011).
- Huang, K., et al. A threaded loop conformation adopted by a family of peptoid nonamers. Journal of the American Chemical Society. 128, 1733-1738 (2006).
- Lee, J. H., Kim, H. S., Lim, H. S. Design and Facile Solid-Phase Synthesis of Conformationally Constrained Bicyclic Peptoids. Organic Letters. 13, 5012-5015 (2011).
- Gao, Y., Kodadek, T. Synthesis and Screening of Stereochemically Diverse Combinatorial Libraries of Peptide Tertiary Amides. Chem Biol. 20, 360-369 (2013).
- Urban, J., Vaisar, T., Shen, R., Lee, M. S. Lability of N-alkylated peptides towards TFA cleavage. Int J Pept Protein Res. 47, 182-189 (1996).
- Rzuczek, S. G., Gao, Y., Tang, Z., Thornton, C. A., Kodadek, T., Disney, M. D. Features of Modularly Assembled Compounds That Impart Bioactivity Against an RNA Target. ACS Chemical Biology. 8 (10), 2312-2321 (2013).
- Thern, B., Rudolph, J., Jung, G. Triphosgene as highly efficient reagent for the solid-phase coupling of N-alkylated amino acids—total synthesis of cyclosporin O. Tetrahedron Letters. 43, 5013-5016 (2002).
- Sleebs, M. M., Scanlon, D., Karas, J., Maharani, R., Hughes, A. B. Total Synthesis of the Antifungal Depsipeptide Petriellin A. J Org Chem. 76, 6686-6693 (2011).
- Vaisar, T., Urban, J. Gas-phase fragmentation of protonated mono-N-methylated peptides. Analogy with solution-phase acid-catalyzed hydrolysis. Journal of Mass Spectrometry. 33, 505-524 (1998).
- Creighton, C. J., Romoff, T. T., Bu, J. H., Goodman, M. Mechanistic studies of an unusual amide bond scission. Journal of the American Chemical Society. 121, 6786-6791 (1999).
- Sewald, N., Sewald, N. Efficient, racemization-free peptide coupling of N-alkyl amino acids by using amino acid chlorides generated in situ–total syntheses of the cyclopeptides cyclosporin O and omphalotin A. Angewandte Chemie (International ed. in English). 41, 4661-4663 (2002).
- Astle, J. M., et al. Seamless Bead to Microarray Screening: Rapid Identification of the Highest Affinity Protein Ligands from Large Combinatorial Libraries. Chem Biol. 17, 38-45 (2010).
- Strohalm, M., Kavan, D., Novak, P., Volny, M., Havlicek, V. mMass 3: a cross-platform software environment for precise analysis of mass spectrometric data. Anal Chem. 82, 4648-4651 (2010).
