一个简单的和一般的手动peptoid涉及基本设备和市售试剂的合成方法概述,使peptoids可以很容易地在大多数实验室中合成。双亲peptoid 36mer的合成,纯化及表征的描述,以及其自组装成高度有序的纳米片。
Peptoids是类新型的仿生,非天然,序列特定的抵抗水解heteropolymers,表现出强有力的生物活性,和高阶的纳米结构倍。结构相似的多肽,peptoids聚甘氨酸,N -取代侧链连接到α-碳,而氮比。他们易于合成和结构的多样性,允许测试的基本设计原则来驱动全新设计和新的生物活性和纳米材料的工程。
这里,一个简单的手动peptoid合成的协议,使长链polypeptoids的合成,在良好的收益(50mers)。只有基本设备,简单的技术(如液体输送,过滤),和市售试剂,使peptoids访问除了许多研究人员的工具包。 peptoid骨干生长在一个时间V单体IA的单体除了周期由两个步骤:酰化和位移submonomer方法。第一,溴乙酸激活就地与N,N' – diisopropylcarbodiimide acylates树脂绑定的二级胺。二,由伯胺的亲核取代的溴化如下引入侧链。两步循环迭代,直到达到所需的链长。这两步周期的耦合效率经常超过98%,使长50残留peptoids合成。高度可调,精确和化学不同的序列与submonomer方法实现,数百个现成的伯胺,可直接纳入。
Peptoids正在成为一个多功能的仿生材料的纳米生物学的研究,因为他们合成的灵活性,健壮性,并在原子水平上的顺序。单链,双亲,信息折叠最近展示了丰富TION成高度有序的纳米片polypeptoid。这peptoid是一个36 – MER只有三个不同的市售单体组成:疏水,阳离子和阴离子。苯疏水性侧链都埋在纳米片的核心,而离子胺和羧基侧链亲水面临调整。 peptoid纳米片作为一个膜类似物,蛋白类似物,设备制造和传感器的潜在平台。 peptoid合成,表的形成,和显微成像方法进行了介绍,并提供一个简单的方法,以使未来的peptoid薄片设计。
应用和意义
此协议,描述了一个peptoid合成和水自组装成薄片的peptoids简单而有效的方法。大多数实验室很容易合成,因为廉价的材料,基本知识和简单的技术是利用 4 peptoids 。同样,超薄,高度有序的纳米片自组装仅仅需要反复倾斜稀水溶液peptoid解决方案2一小瓶。 Peptoids是有前途的生物医学和纳米研究材料,因为它们是强大和综合灵活且具有序列特异性和高度可调5。 Peptoids已经证明生物活性(6,7疗法,诊断8,细胞内交付9-10)和折叠成层次纳米结构3,11-14。由于其模块化的合成,组合peptoid溴化锂白羊座15-19可以很容易地合成了一系列广泛的活动或属性筛选。尤其是纳米片作为一个三维显示棚架,膜类似物,生物传感器,蛋白质类似物和设备制造的潜在平台。几乎取之不尽,用之不竭的的可能不同的序列,peptoid研究领域迅速扩大。
在固相合成polypeptoids submonomer的变量
由于选择的能力,从一个单体20的令人难以置信的庞大和多样化的的拼音,submonomer方法需要偶尔修改的情况下增加的每一个步骤的耦合效率将提高产品的整体收益率。不受保护的杂环侧链纳入需要使用氯乙酸, 溴乙酸21。扩展位移时间和更高的胺浓度通常采用长peptoid序列或较少的亲核胺后约20接头。反应容器中加热至35 ° C,水夹套反应釜使用,有助于推动反应。对于高挥发性胺,如异丙胺,必须小心,以避免蒸发。
如叔丁基β-丙氨酸盐酸胺盐酸盐的形式,需要在位移反应之前自由为基础的。溶解或悬浮在DCM(〜5G amine/25毫升DCM)胺,并与摩尔的氢氧化钠水溶液在分液漏斗解决方案中和,这样就可以实现。 DCM层是收集和洗涤水层是额外的DCM。合并DCM层硫酸钠干燥和过滤到一个预先称重的圆底烧瓶中。旋转蒸发除去溶剂油产量,并记录产品的重量。
Durin克裂解步骤,TFA的卵裂鸡尾酒和裂解时间是保护组使用的数量和品种上的依赖。裂解鸡尾酒的指导方针是类似传统的肽脱保护分裂1。一般来说,10分钟孵化所需的序列没有几个高酸不稳定保护团体(如银,三苯甲基)保护团体或序列。两个小时的孵化建议更难以保护团体(如T -丁酯,地铁,PBF)或与许多保护组序列的序列,以确保每一个链的全脱保护。原油peptoid产品一般会溶解在乙腈:水1:1(V / V),但更高的乙腈比例共同具有较高的整体疏水性侧链。
The authors have nothing to disclose.
作者想感谢Byoung哲李,菲利普财和塞缪尔何宝贵援助。在美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室,这是科学办公室基础能源科学办公室支持这项工作是在分子铸造,根据合同号DE – AC02 – 05CH11231和国防威胁降低机构根据合约编号: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 |