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.
1. Polypeptoids의 고체 상 합성 Submonomer
고체 상 합성 (SPS)는 바로 이러한 고분자 수지 구슬 같은 불활성 고체 지원에 순서대로 특정 biopolymers 단계 - 현명한 합성하는 데 사용하는 일반적인 기법입니다. 높은 커플링 수율 및 초과 반응물 제거의 용이성은 SPS의 주요 장점입니다. 수지에 결합 반응 후, 여분의 시약은 단순히 탈진되고 구슬은 다음 반응 단계에 대한 준비가 씻어 있습니다. 최종 합성 반응 후, 전체 길이 oligomers은 수지에서 죽습 및 솔루션 위상 자료는 더 공부하실 수 있습니다. 여기서 우리는 순서 특정 peptoid의 폴리머를 생성하기 위해 SPS 절차를 적응.
2. 절단 및 사이드 체인 Deprotection
3. 특성화 및 Polypeptoid의 정화
4. Peptoid Nanosheet 형성
이 섹션에서는 DES단일 체인 순서 특정 amphiphilic 36 - 메르 peptoid (그림 1)에서 시트를 형성하기 위해 프로토콜을 cribes. peptoid 가닥이 합성되면, 정화, 그리고 위에서 설명한 동결 건조된, 그 결과 흰색 가루는 2 MM 주식 솔루션을 만들기 위해 DMSO에 녹아있다.
5. Nanosheets의 형광 현미경
6. Nanosheets의 스캐닝 전자 현미경 (SEM)
7. 안전 정보 :
8. 대표 결과 :
이 섹션에서는 시퀀스 특정 36 - 메르 peptoid 사슬의 합성, 특성, 그리고 정화를 설명하는 매우 주문 nanosheet 3 (그림 1)에 주름.
블록 요금 peptoid H - [Nae - Npe] 9 - [제정신 - Npe] 9 - NH 2는 링크 '아미드 수지 100 MG에 합성했다. A 2 M 아민 솔루션은 잔여물 1-18 60 분 잔류물 19-36 120 분 동안 진행되었다 모든 변위 반응을 위해 사용되었다. phenethylamine 및 boc - 에틸렌이 사용 directl 둘다 반면 T - 부틸 베타 알라닌 HCL은 무료 자료 (토론 참조)으로 변환Y. 수지는 95% TFA, 2.5 %의 triispropylsilane, 2 시간 동안 2.5 %의 물로 죽습되었습니다. TFA는 증발되었고 그 결과 점성 기름 (~ 180 밀리그램이) 6 ML의 acetonitrile에 다시 해산 되었음 : 물 1시 1분 (V / V). 제품 순도 (그림 4)과 제품 질량의 존재는 분석 RP - HPLC (물 구배에 30~80%의 acetonitrile, 모두 1 ML / 분 30 분 0.1 % (V / V) TFA를 포함한에서에 의해 확인되었다 60 ° C18, 5 μm의, 50 X 2mm 열) 및 든 (그림 5)와 C.
Vydac C18 컬럼 (10 μm의, 22mm X 250mm)에 반대 위상 HPLC로 정제는 10 ML / 분 60분 이상 0.1 % TFA와 물에 30-60%의 acetonitrile의 그라데이션을 사용하여 진행. 열은 각 색층 실행에 대한 원유 제품 60 MG로로드했습니다. 정화 분수는 분석 RP - HPLC (그림 4)에서 순도에 따라 결합하여 솜털 하얀 가루 ~ 80 MG를 얻을 수로 동결 건조된했다.
분자 정화 블록 충전 peptoid무게는 든에 의해 확인되었다. acetonitrile에 peptoid 투석을 100 μm의 1 μL : 물 1시 1분 (V / V)는 매트릭스 1 μL (acetonitrile에 5 밀리그램 / ML α - cyano - 4 - hydroxycinnamic 초산과 혼합되었다 : 물 1시 1분 V / V 및 0.1 % TFA) 1 μL가 든 접시에서 발견되었다. 공기 건조 시료 후에, 그것은 적용 Biosystem / MDS SCIEX 4,800 든 TOF / TOF 분석기에 위치했다. 인수 및 처리 모드는 선형 낮은 질량되었습니다. 계산된 무게는 자동 지연 시간 조정 대상 미사에 입력되었습니다. 레이저 강도는 3400로 설정했습니다. 관찰 질량, 4981.2는 4981.74의 계산된 질량 밀접하게 일치합니다.
동결 건조된 분말 정화 4에 저장할 수 2 MM 재고 솔루션 ° C.를 만들기 위해 DMSO에 녹아되었습니다 시트는 상기 프로토콜에 의해 준비와 형광 광학 현미경과 SEM (그림 2 및 3)에 몇 군데 있었다. 300 μm의 최대 이르기까지 다양한 기능 크기와 모양의 다양한 관찰하고, notab 아르니, 직선 가장자리가 눈에 띄는 있습니다.
그림 1 블록 충전 peptoid H - [Nae - Npe] 9 순서 -. [제정신 - Npe] 9 - NH 2. 단일 체인 블록 요금, amphiphilic polypeptoid 36 - 메르 자기 조립 고도 명령, 2 차원 nanosheets 3로. 계산된 분자량은 4981.74이다.
그림 2. peptoid nanosheets의 형광 현미경 이미지. 시트 10 MM 트리스, 100 MM NaCl, pH를 8.0에서 20 μm의 peptoid 솔루션에서 형성되었다. 시트는 1μM 나일 레드와 아가로 오스에 몇 군데 있었다. 스케일 바는 100 μm의 수 있습니다.
그림 3. 전자 현미경 이미지를 스캐닝peptoid nanosheets니다. 시트 10 MM 트리스, 100 MM NaCl, pH를 8.0에서 20 μm의 peptoid 솔루션에서 형성되었다. 스케일 바 5 μm의 수 있습니다.
그림 4 H - [Nae - Npe] 9 역방향 분석 단계 HPLC 추적 -. [제정신 - Npe] 9 - NH 2. 원유 및 정화 분석 HPLC 추적 (시 30-80% 기울기 60 30 분 이상 1 ML / 분 ° C18, 5 μm의, 50 X 2mm 칼럼과 C) 원유 및 정화 블록 충전 peptoid H - [ Nae - Npe] 9 - [제정신 - Npe] 9 - NH 2는 표시됩니다.
그림 5 H - [Nae - Npe] 9 든 - TOF 질량 분광법 추적 -. [제정신 - Npe] 9 - NH 2. 관찰 질량, 4981.2은 계산된 질량, 4981.74에 가까운 합의에 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.
우리는 공개 아무것도 없어.
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 | Company | Catalog Number | Comments |
시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
Dimethylformamide | EMD | EM - DX1726P - 1 | 99 이상 % |
N - methylpyrrolidinone | BDH | BDH1141 - 4LP | 99% |
Bromoacetic 산성 | Acros의 생명체 | 200000-106 | 99% |
4 Methylpiperidine | 시그마 알드리치 | M73206 | 96% |
N, N' - diisopropylcarbodiimide | 화학 - Impex | 001,100 | 99.5 % |
Dichloromethane | EMD | EMD - DX0835 | ACS 학년 |
Acetonitrile | EMD | EM - AX0145P - 1 | 99.8 % |
Trifluoroacetic 산 | 시그마 알드리치 | T6508 | 99% |
Triisopropylsilane | 시그마 알드리치 | 233781 -10G | TFA 절단을위한 |
1,2 - Dichloroethane | JT 베이커 | JTH076 - 33 | 유리 반응 선박 siliconization에 대한 |
Phenethylamine | 시그마 알드리치 | 407267 - 100ML | > 99.5 %의 소수성 사이드 체인 아민 |
Boc - 에틸렌 | CNH 기술 | C - 1112 | 양이온 사이드 체인 아민 |
T - 부틸 베타 알라닌 HCL | 화학 - Impex 국제 | 04,407 | 음이온 사이드 체인 아민 |
α - Cyano - 4 - hydroxycinnamic 산 | 시그마 알드리치 | C8982 - 10X10MG | 든 행렬에 대한 |
나일 레드 | 시그마 알드리치 | 19123 - 10MG | 형광 이미징을위한 |
Dichlorodimethylsilane | 시그마 알드리치 | 80430 - 500G - F | 유리 반응 선박 siliconization에 대한 |
일회용 PP fritted 장바구니산마루 | 응용 분판 | 2416 | 20mm PE 프릿 6 개 ML 폴리 프로필렌 카트리지 |
일회용 세 방법 luer 어댑터 | 콜 Parmer | 31200-80 | 일회용 수동 합성 반응 용기에 대한 꼭지 |
Luer 잠금 링 | 콜 Parmer | 45503-19 | 일회용 수동 합성 반응 용기에 대한 ¼ "피팅 |
Luer 피팅 | 콜 Parmer | 45500-20 | 일회용 수동 합성 반응 용기에 대한 ¼ "피팅 |
일회용 PP pipets | VWR | 16001-194 | TFA 전송을위한 |
Luer 잠금 플라스틱 주사기 | 국립 과학 | S7515 - 5 | 6 ML 주사기 |
하나의 DRAM 유리관 | VWR | 66011-041 | 페놀 수지 carbon은 폴리비닐 얼굴 펄프 라이너와 함께 나사 뚜껑을 몰드로 |
20 ML scintillation의 약병 | VWR | 66022-060 | 첨부된 PP 캡 및 펄프 호일 라이너와 함께 |
보안 - 인감 접착제 스페이서 | Invitrogen | S - 24736 | 형광 이미징을위한 |
유리 슬라이드 | 전자 현미경 과학 | 63,411 | 형광 이미징을위한 |
슬립 커버 | VWR | 48366-067 | 형광 이미징을위한 |
4 "실리콘 웨이퍼 | 테드 펠라 | 16,007 | 5X7 mm 칩을 미리 주사위 |
0.45 필터 | VWR, Acrodisc | 28143-924 | HPLC하십시오. PTFE 막 |
아가로 오스 | BD | 212,272 | 형광 이미징을위한 |
SPE 진공 매니폴드 | 시그마 알드리치 | 57,044 | SPE 진공 매니폴드의 예 |
Fritted 유리 용기 | 에이스 유리 | 6402-12 | 다공성 C용웅하다 |
플라즈마 클리너 / 살균기 | Harrick 플라즈마 | PDC - 32G | SEM에 대한 실리콘 칩을 준비하는 플라즈마 청소기의 예 |
JoVE'article의 텍스트 или 그림을 다시 사용하시려면 허가 살펴보기
허가 살펴보기더 많은 기사 탐색
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유