기본 장비 및 상용 시약과 관련된 단순하고 일반적인 수동 peptoid 합성 방법은 peptoids 쉽게 대부분의 실험실에서 합성 수있게 설명되어 있습니다. amphiphilic peptoid의 36mer의 합성, 정제 및 특성은 물론 높은 주문한 nanosheets로의 자기 조립과 같이 설명되어 있습니다.
Peptoids 높은 주문 nanostructures에 소설 biomimetic이 아닌 자연의 클래스 순서 특정 proteolysis에 저항 heteropolymers, 강력한 생물 학적 활동을 전시하고, 접을 수 있습니다. 펩티드에 구조적으로 유사 peptoids은 측면 체인은 알파 탄소보다는 질소에 연결된 폴리 N – 치환 glycines입니다. 합성과 구조의 다양성 그들의 용이성 기본적인 디자인 원칙의 테스트 새로운 생물학 – 적극적이고 nanostructured 자료의 드 노보 설계 및 엔지니어링 운전하실 수 있습니다.
여기, 간단한 매뉴얼 peptoid 합성 프로토콜은 우수한 수율의 긴 체인 polypeptoids의 합성 (최대 50mers)을 허용 제공됩니다. 단 기본 장비, 간단한 기술 (예 : 액체 전송, 여과), 그리고 상용 시약은 peptoids 많은 연구자 '툴킷에 액세스할뿐만 아니라 만드는 필요합니다. peptoid 백본은 시간이 V에 하나의 단량체를 재배합니다acylation 및 변위 : 두 단계 모노머 추가 사이클로 구성되어 submonomer 방법을 IA. 첫째, bromoacetic 산성은 N과 현장의 활성화, N' – diisopropylcarbodiimide는 수지 바인딩된 차 아민을 acylates. 일차 아민에 의해 브로마이드의 둘째, nucleophilic 변위는 측면 체인을 소개 따릅니다. 원하는 체인 길이에 도달할 때까지 두 단계로 사이클이 반복됩니다. 이 두 단계 사이클의 결합 효율 정기적 98%을 초과하는 50 잔류물 한 peptoids의 합성 수 있습니다. 즉시 사용할 수 차 아민 수백 직접 통합할 수있는 등 높은, 조정할 수있는 정확하고 화학적으로 다양한 시퀀스는 submonomer 방식을 달성하고 있습니다.
Peptoids 때문에 그들의 합성 유연성, 견고의 nanobioscience 연구는 다용도 biomimetic 소재로 새로운, 그리고 원자 수준에서 주문 있습니다. 단일 체인, amphiphilic, informa의 폴딩높은 주문한 nanosheet에 기 풍부한 polypeptoid 최근 증명되었습니다. 이 peptoid은 세 가지 다른 상용 단량체로 구성된 36 메르입니다 소수성, 양이온과 음이온. 이온 아민과 카르 복실 사이드 체인은 친수성 얼굴에 정렬 반면 소수성 페닐 사이드 체인은 nanosheet 핵심에 묻혀있다. peptoid nanosheets는 멤브레인 mimetics, 단백질 mimetics, 장치 제조 및 센서에 대한 잠재적인 플랫폼으로 제공합니다. peptoid 합성, 시트 형성, 그리고 현미경 이미징을위한 방법 설명 및 향후 peptoid의 nanosheet 디자인을 사용하는 간단한 방법을 제공하고 있습니다.
응용 프로그램 및 의의
이 프로토콜은 peptoid 합성과 nanosheets에 peptoids의 자기 조립 수성의 간단하고 효율적인 방법을 설명합니다. 대부분의 실험실 저렴한 재료, 기본적인 전문 지식과 간단 기법 4 활용하기 때문에 peptoids을 합성을 쉽게 할 수 있습니다. 마찬가지로, 매우 얇고, 높은 주문한 nanosheets의 자기 조립은 단순히 희석 수성 peptoid 솔루션 2 반복 기울이기 약병이 필요합니다. 그들은 강력하고 유연한 synthetically 아직 다섯 순서 – 구체적이고 고도로 조정할 수 있기 때문에 Peptoids는 생물 의학 및 nanoscience 연구 자료를 약속하고 있습니다. Peptoids는 계층 nanostructures 3, 11-14로 생물 학적 활동 (6,7 치료제, 진단 8, 세포내 전달 9-10)와 접는를 증명하고있다. 그들의 모듈식 합성, 조합 peptoid libr 때문에양자리 15-19는 즉시 합성 및 활동 또는 속성의 광범위한 일련의에 대한 검사를하실 수 있습니다. 특히, nanosheets는 2 차원 디스플레이 공사장 공중 발판을, 멤브레인 mimetics, 생물 센서, 단백질 mimetics 및 장치 제조를위한 잠재적인 플랫폼으로 제공합니다. 가능한 거의 무진장의 다른 시퀀스와 peptoid 연구의 영역을 신속하게 확장됩니다.
polypeptoids의 고체 상 submonomer 합성에 변수
때문에 단량체 20 굉장히 크고 다양한 알파벳에서 선택할 수있는 능력, submonomer 방법은 각 단계의 커플링 효율을 증가하면 전반적인 제품의 수율을 향상시킬 경우에 비정기 수정이 필요합니다. 보호되지 않은 헤테로 사이드 체인의 설립은 chloroacetic 산 대신 bromoacetic 산 21를 사용해야합니다. 확장 변위 시간 이상아민 농도는 일반적으로 긴 peptoid 시퀀스 이하 nucleophilic 아민에 대한 약 20 커플링 후 고용하고 있습니다. 35 반응 용기 가열하는 것은 ° C, 물의 외피 반응 용기를 사용하여 반응을 운전하는 데 도움이됩니다. 같은 isopropylamine 같은 높은 휘발성 아민 들어,주의 증발을 피하기 위해 이동해야합니다.
이러한 T – 부틸 베타 알라닌 HCL로 HCL 소금의 형태로 아민은, 변위 반응에 도입되기 전에 무료로 기반해야합니다. 이것은 용해 또는 DCM (~ 5g amine/25 ML DCM)의 아민을 중단하고, 분리 깔때기에 수성 수산화 나트륨의 몰 솔루션으로 중화하여 얻을 수 있습니다. DCM 층이 수집되고 수성 레이어가 추가 DCM로 세탁합니다. 통합 DCM 레이어는 나트륨 황산을 통해 건조하고 미리 무게 둥근 바닥 플라스크에 필터링됩니다. 기름을 항복하기 위해 로타리 증발에 의해 용매 제거하고 제품의 무게를 기록합니다.
내야g 절단 단계, TFA 절단 칵테일 및 절단 시간은 사용하는 그룹을 보호의 수와 종류에 따라 달라집니다. 절단 칵테일에 대한 지침은 전통적인 펩티드 deprotection의 cleavages 1과 비슷합니다. 일반적으로, 십분 incubations는 몇 가지 높은 산 불안 정한 보호 단체 (예 : BOC, trityl)와 함께 그룹 또는 시퀀스를 보호하지 않고도 시퀀스 필요합니다. 2 시간 incubations은 각 체인의 전체 deprotection을 보장하기 위해 더 어려워 보호 단체 (예 : T – 부틸 에스테르, MTR, Pbf) 또는 여러 보호 그룹과 시퀀스와 시퀀스 권장됩니다. 원유 peptoid 제품은 일반적으로 acetonitrile에 용해됩니다 물 1시 1분 (V / V),하지만, 높은 acetonitrile의 비율이 높은 전반적인 소수성과 측면 체인과 공통입니다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 귀중한 도움을 Byoung – 철 리, 필립 최과 사무엘 호 감사하고 싶습니다. 이 작품은 계약에 따라 에너지 미국학과, 기본 에너지 과학의 과학 오피스의 사무실에 의해 지원됩니다 로렌스 버클리 국립 연구소에서 분자 주조에서 진행되었습니다 번호 DE – AC02 – 05CH11231과 국방 위협 감소 계약 번호에 따라 기관 : IACRO – B0845281.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
Dimethylformamide | EMD | EM-DX1726P-1 | 99+% |
N-methylpyrrolidinone | BDH | BDH1141-4LP | 99% |
Bromoacetic Acid | Acros Organics | 200000-106 | 99% |
4-Methylpiperidine | Sigma Aldrich | M73206 | 96% |
N,N’-diisopropylcarbodiimide | Chem-Impex | 001100 | 99.5% |
Dichloromethane | EMD | EMD-DX0835 | ACS grade |
Acetonitrile | EMD | EM-AX0145P-1 | 99.8% |
Trifluoroacetic acid | Sigma Aldrich | T6508 | 99% |
Triisopropylsilane | Sigma Aldrich | 233781-10G | For TFA cleavage |
1,2-Dichloroethane | JT Baker | JTH076-33 | For siliconization of glass reaction vessels |
Phenethylamine | Sigma Aldrich | 407267-100ML | >99.5% Hydrophobic side-chain amine |
Boc-ethylenediamine | CNH Technologies | C-1112 | Cationic side-chain amine |
t-Butyl beta-alanine HCl | Chem-Impex International | 04407 | Anionic side-chain amine |
α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid | Sigma Aldrich | C8982-10X10MG | For MALDI matrix |
Nile Red | Sigma Aldrich | 19123-10MG | For fluorescence Imaging |
Dichlorodimethylsilane | Sigma Aldrich | 80430-500G-F | For siliconization of glass reaction vessels |
Disposable PP fritted cartridge | Applied Separations | 2416 | 6 mL polypropylene cartridge with 20 mm PE frit |
Disposable 3 way luer adapter | Cole Parmer | 31200-80 | Stopcock for disposable manual synthesis reaction vessel |
Luer Lock ring | Cole Parmer | 45503-19 | ¼” fitting for disposable manual synthesis reaction vessel |
Fittings Luer | Cole Parmer | 45500-20 | ¼” fitting for disposable manual synthesis reaction vessel |
Disposable PP pipets | VWR | 16001-194 | For TFA transfers |
Luer lock plastic syringe | National Scientific | S7515-5 | 6 mL syringes |
1 dram glass vial | VWR | 66011-041 | With phenolic molded screw cap with polyvinyl-faced pulp liner |
20 mL scintillation vial | VWR | 66022-060 | With attached PP cap and pulp foil liner |
Secure-Seal adhesive spacer | Invitrogen | S-24736 | For fluorescence imaging |
Glass slides | Electron Microscopy Sciences | 63411 | For fluorescence imaging |
Cover slip | VWR | 48366-067 | For fluorescence imaging |
4” Silicon wafer | Ted Pella | 16007 | Pre-dice in 5×7 mm chips |
0.45 filter | VWR, Acrodisc | 28143-924 | For HPLC. PTFE membrane |
Agarose | BD | 212272 | For fluorescence imaging |
SPE Vacuum Manifold | Sigma Aldrich | 57044 | Example of SPE vacuum manifold |
Fritted glass vessel | Ace glass | 6402-12 | Porosity C frit |
Plasma Cleaner/Sterilizer | Harrick Plasma | PDC-32G | Example of plasma cleaner to prepare silicon chips for SEM |