Split-ve-havuz Sentezi ve Peptit Tersiyer Amid Kütüphanesi Karakterizasyonu

Peptid üçüncül amidler (PTAs) gibi peptitler, peptoidler ve N-metillenmiş peptidlere sınırlı değildir peptidomimetik bir süper ailesidir. Burada PTA bir tek tane tek bileşik kütüphanesi sentezlenmesi için iki-ve-havuz ve alt monomer stratejileri hem de birleştiren bir sentetik yöntem açıklanmaktadır.

Peptidomimetics protein ligandların büyük kaynaklarıdır. Bu bileşiklerin yapısı oligomerik kombinasyon kimyası kullanılarak katı faz üzerinde büyük bir sentetik kütüphaneler erişim sağlamaktadır. Peptidomimetiklerin en iyi okudu sınıflardan biri peptoidler olduğunu. Peptoidler sentez kolaydır ve proteolize dirençli ve hücre-geçirgen olduğu gösterilmiştir. Geçtiğimiz on yıl içinde, birçok yararlı protein ligandlar peptoit kütüphanelerin tarama yoluyla tespit edilmiştir. Bununla birlikte, peptoid kütüphanelerden tespit ligandların en nadir istisnalar dışında, yüksek afinite gösteren yoktur. Bu peptoid moleküllerin şiral merkezleri ve yapısal kısıtlamalar eksikliği, kısmen, bağlı olabilir. Son zamanlarda, biz peptid üçüncül amidler (PTAs) erişmek için yeni bir sentetik rota nitelendirdi. PTAs arasında, ancak peptidler, peptoidler ve N-metillenmiş peptidlere sınırlı değildir peptidomimetik bir süper ailesidir. Α-karbon ve nitrojen atomları ana zincir her iki yan zincirleri ile,Bu moleküllerin yapı büyük ölçüde sterik engel ve Alilik 1,3 zorlanma tarafından kısıtlanır. (Şekil 1) Bu çalışma, bu moleküllerin yüksek PTA çözeltisi içinde yapılandırılmıştır ve protein ligandları belirlemek için kullanılabileceğini göstermektedir. Biz, bu moleküllerin yüksek afiniteli bir protein ligandlan, gelecekteki bir kaynak olabilir inanıyoruz. Burada bir örnek PTA bir boncuk bir-bileşik (OBOC) kitaplığı sentezlemek için iki-ve-havuzu ve alt monomer stratejilerinin her ikisi de gücünü birleştirerek sentetik yöntem açıklanmaktadır.

Peptidomimetikler, doğal peptidlerin yapısını taklit eden bileşiklerdir. Bunlar, proteoliz ^1-3 karşı hücre geçirgenliği ve stabilitesi de dahil olmak üzere, doğal peptidler ile ilişkili problemlerin bazılarının üstesinden ise biyoaktiviyeyi korumak için tasarlanmıştır. Nedeniyle bu bileşiklerin oligomerik doğası, geniş sentetik kütüphaneler kolayca monomerik ya da alt-tek moleküllü sentetik yollar ^4-7 üzerinden erişilebilir. Peptidomimetiklerin en çok çalışılan sınıflardan biri peptoidler olduğunu. Peptoidler bir alt monomer strateji ^{8, 9} ile kolayca sentezlenebilir N-alkillenmiş glisin oligomerleridir. Birçok yararlı protein ligandlan başarılı bir şekilde protein hedefleri ^{1, 10-14} karşı geniş sentetik peptoid kütüphanelerinin taranması ikinci tespit edilmiştir. Bununla birlikte, peptoit kütüphanelerden tanımlanan "hit" nadiren protein hedefleri ^1,10-14,22 karşı çok yüksek bir yakınlık arşiv. Bir mamajör peptoidler ve doğal peptidler arasındaki fark peptoidler en kaynaklanmaktadır şiral merkezleri ve yapısal kısıtlamalar olmadığı için sekonder yapı oluşturmak üzere yeteneğinden yoksun olmasıdır. Bu sorunu çözmek amacıyla, birden çok stratejileri büyük ölçüde ana zincir nitrojen atomu ^15-22 üzerinde yer alan yan zincirlerinin modifikasyonu odaklanarak, son on yıl içinde geliştirilmiştir. Son zamanlarda, peptid üçüncül amidler ²³ oluşturmak için bir peptoid omurgası üzerine doğal bir amino asit yan zincirlerine katılması için bir yeni bir sentetik yol geliştirdik.

Peptid üçüncül amidler (PTAs) kapsamaktadır fakat peptidler (R ₂ = H), peptoidler _(R1 = H) ve N-metillenmiş peptidlere sınırlı değildir peptidomimetik bir süper ailesidir _(R1 ≠ H, _R2 = Me) . Bizim sentetik yol doğal olarak üzerinde kiralliği ve yan zincirlerinin kaynağı olarak oluşmayan amino asitler uygulama (Bakınız Şekil 1)45,-C-ve N-yer değiştirmeli sağlamak için ticari olarak temin edilebilen birincil aminlerdir. Bu nedenle, basit peptitler, peptoidler veya N-metillenmiş peptidlerin daha büyük bir kimyasal boşluk keşfedilebilir. Dairesel çift taraflı spektra PTA bu moleküllerin yüksek çözelti içinde yapılandırılmıştır göstermiştir. PTA-protein komplekslerinden biri karakterizasyonu açıkça PTA yapısal kısıtlamalar bağlanma için gerekli olduğunu göstermektedir. Son zamanlarda, daha da PTA moleküllerin bazıları peptoid ve peptit göre daha gelişmiş hücre geçirgenliğini sahip olduğunu keşfettiler. Biz bu PTA kütüphaneler protein hedefleri için yüksek afinite ligandları iyi bir kaynak olabilir inanıyoruz. Bu çalışmada, bir numunenin, bu bileşiklerin bağlanması ve ayrılması için bazı gelişmiş koşulları ile birlikte ayrıntılı olarak bir boncuk bir-bileşik (OBOC) PTA kütüphane sentezini tartışılacaktır.

1.. Split-ve-havuz Synthesis Temelleri

Etkili bir katı faz üzerinde bileşiklerin büyük bir sayı üretmek için, iki-ve-pool sentez genellikle genel bir strateji olarak kullanılır. Şekil 4'te gösterildiği gibi, TentaGel boncuk üç porsiyon halinde birinci bölünmüş bulunmaktadır. Her bölüm, boncuklar üzerinde ilk tortu üreten, farklı bir tepkin madde ile reaksiyona sokulur. Birinci reaksiyon sonra, tüm üç bölümlerini, bir araya toplanmış karıştırılmış ve daha sonra üç kısım halinde tekrar bölünür. Her bölüm bir daha boncuklar üzerinde ikinci bir tortu üreten, farklı bir tepkin maddesi ile reaksiyona girer. Iki bölünmüş ve-havuz adımlardan sonra, dokuz bileşikler oluşturulur.

Alt monomer sentezinde, boncuklar, birinci birleştirme reaktifi varlığında, farklı bromo asitlerle tepkimeye birkaç kısım ayrılır. Çözücü ile yıkandıktan sonra, her boncuklar daha sonra tekrar farklı ile tepkimeye birkaç parçaya bölünür, bir araya toplanmış ve karışık olacaktırbirincil aminlerdir. Aminasyon sonra tüm taneler bir araya toplanmış ve her bir tane üzerinde tam bir monomer tamamlayan, iyice yıkanmıştır. İstenen çeşitlilik ulaşana kadar bu işlem tekrar edilebilir.

Doğal amino asitler Asit Bromid 2. Hazırlanması

.. Asit bromür ve primer aminler ile aminasyon 2 (Şekil 2) 1 birleştirme: alt monomer sentezi, her monomerin sentezi iki ayrı aşamaya ayrılır. Bir peptit üçüncü derece amid sentezlemek amacıyla, alfa karbon üzerinde yan zincirleri olan bir kiral asit bromürler doğal amino asitlerden hazırlanacaktır. Burada yüksek stereo aslına uygunluk ile birlikte uygun asit bromür içine doğal bir amino asidin dönüştürme yöntemini tarif etmektedir. Biz örnek olarak alanin kullanmak; serin, treonin, aspartik asit, glutamik asit, asparagin, glutamin, glisin, valin, izolösin dahil olmak üzere diğer amino asitler, fenilalanin da benzer conditio altında bromo asitlere dönüştürülebilirns. Fenol, guanidin ve amin gibi fonksiyonel grupları olan amino asitlerin bir dönüşüm daha önce korunması gereken unutmayın. Reaksiyon, ayar, Şekil 3 'de gösterilmiştir.

Güvenlik Önlemleri: HBr'nin, Nano ₂ ve diğer korozif / toksik kimyasallar, koruyucu gözlük, laboratuvar önlüğü, ve kimyasal maddelere dayanıklı eldiven gibi uygun güvenlik ekipmanları içeren aşağıdaki reaksiyonlar ihtiyaç vardır için. Bütün reaksiyonlar tecrübeli bir kimyager tarafından, bir çeker ocak içinde yapılmalıdır.

1. Bir 1 L,% 30 HBr çözeltisi hazırlamak için 630 ml% 48 HBr çözeltisi içine 370 ml su ilave edilir. Bir 1 L banyo kabı içine 500 ml etilen glikol ekleme; -10 ° C'de sıcaklığı korumak için kuru buz ilave Dikkat:% 48 HBr çözelti dikkatle ele, kuvvetli asidik ve aşındırıcı olduğunu. Kullanmadan önce MSDS okuyun.
2. Manyetik bir karıştırma çubuğuna sahip olan bir 250 ml'lik üç boyunlu yuvarlak dipli bir şişeye D-alanin (8.9 g, 0.1 mol) ve KBr (11.9 g, 0.1 mol) ilave edin. 100 ml, ve t de hazırlanan HBr% 30 eklemeo önceki adım. Adım 2.1 'de hazırlanan etilen glikol banyosu içinde şişeyi koyun ve -10 ° C sıcaklıkta tutmaya Şekil 3'de gösterildiği gibi, 10 dakika boyunca, şişenin tabanından, bir uzun iğne vasıtasıyla kabarcık argon. 300 rpm'de bir manyetik karıştırma çubuğu ile çözüm karıştırın.
3. 20 ml su ile 100 ml'lik bir beher içinde Nano ₂ (8.28 g, 0.12 mol) içinde çözülür. Damlatma hunisi basınç dengeleme içine solüsyonu ekleyin ve bir septum ile damlatma hunisi mühür. Yavaş yavaş damlatma hunisi vana açmak ve NaNO ₂ solüsyon şişesi içine bırakalım. Saniye başına yaklaşık 2 damla damlatma hızını ayarlamak için kontrol valfi. 300 rpm'de karıştırmaya devam edin ve şişenin tabanından köpüren argon tutun. Tüm NaNO ₂ ilave edilir kadar Şişe, -10 ° C 'de etilen glikol banyosu içinde tutulmalıdır. Dikkat: Bu adım NaNO ₂ çözeltisinin ilave edilmesi sırasında, ısı ve gaz üretir. Damlama oranı con dikkatli olmalıkontrollü ve tüm sistem argon çıkış yoluyla açık olmalıdır.
4. 3 saat boyunca daha karıştırıldıktan Ol ve sıcaklık, oda sıcaklığına kadar -10 ° C ila ısınmasına izin verin. Elde edilen çözelti, açık sarı bir açık olmalıdır; rengi çok koyu ise, aşırı azot oksitleri ve reaksiyon sırasında oluşan olası Br ₂ kaldırmak için vakum uygulanır.
5. Bir ekstre etme hunisi kullanılarak, 3x 35 mi dietil eter ile çözeltiden ürünü ekstrakte edin. Organik fazı birleştirin ve doymuş tuzlu su ile yıkayın. Organik faz, ayrıca önceki karanlık ise rengi yok etmek için tuzlu su ile yıkanması için NaHCO ₃ arasında az bir miktar ile yıkanabilir. SO _{4 ila} 6 saat boyunca, Na ₂ üzerinde organik faz kurutulur.
6. SO _{4 Na2} filtreleyin ve vakum altında çözücüyü buharlaştırmak, ham ürün, soluk sarı bir yağ halinde elde için açık olmalıdır. Ham ürün, bir daha 115 ° C'de damıtma yoluyla saflaştırılabilir, 3 mm Hg ya da by03:01 heksan ile silika kolon: etil asetat.
7. Saf ürün, berrak bir yağ, 6.6 g (verim% 74), yoğunluğu = 1.69 g / ml, [α] D20 = +24 ° (metanol), 4.41 (q δ ^1H NMR (400 MHz, _CDCI3) olarak elde edilmektedir J = 7.0 Hz, 1 H), 1.86 (d, J = 7.0 Hz, 3H). (S)-2-bromopropanoik durumunda, (d _{4-L-alanin) asit-d4,} saf ürün berrak bir yağ olarak elde edildi, verim% 78, yoğunluğu = 1.72 g / ml, [α] D20 = -19 ° (metanol). ^1H NMR anlamlı H sinyal görülmektedir. ESI-MS ^- [M-1] ^- = 155.1 (154,97 beklenen). Için, (S)-2-bromo-4-metilpentanoik Saf ürün,% 89 verim, berrak bir yağ halinde [α] D20 = +37 ° (metanol), ^1H elde edilir (aynı prosedür kullanılarak L-lösin ile hazırlanır) asidi NMR δ 4.30 (400 MHz, _CDCI3) (t, J = 7.7 Hz, 1 H), 1.94 (dd, J = 10.8, 3.9 Hz, 2H), 1.81 (tt, J = 13.2, 6.5 Hz, 1 H), 0.96 (dd, J = 18.2, 6.6 Hz, 7H). (S)-2-bromo-3-phe durumundanylpropanoic asit (aynı yöntem kullanılarak L-fenilalaninden hazırlandı) saf ürün soluk sarı bir yağ olarak elde edilir, verim% 72, [α] D20 = +17 ° (metanol), ^1H NMR (400 MHz, _CDCl3) δ 7.38 - 7.19 (m, 5H), 4.42 (dd, J = 8.1, 7.3 Hz, 1 H), 3.47 (dd, J = 14.2, 8.2 Hz, 1 H), 3.25 (dd, J = 14.2, 7.2 Hz, 1 H).

Transaminaz alanin 3. Izotopik etiketleme

Kombinatoryal kütüphane sentezi olarak, özellikle bir boncuk bir-bileşik (OBOC) kütüphanelerinin iki-ve-havuz sentezinde, her bir boncuk elde edilebilir bileşik miktarı nispeten küçüktür. (Genellikle 1 pmol nmol 10). Ayrıca, kütle spektrometrisi çok yüksek olması nedeniyle duyarlılığı, nihai bileşiğin tanımlanması ve karakterizasyonu için kullanılmıştır. Nihai PTA ürünlerinin kiral merkezlerde mutlak stereo-belirlenmesi için kütle spektrometresi kullanmak için, bromo asit enantiomerleri isoto olmalıdırpically Kullanmadan önce etiketlenmiş. Burada, etiket L-alanine transaminaz ve D ₂ O kullanma yöntemi tarif eder.

1. 50 ml'lik bir polietilen tüp içinde D ₂ O 10 ml L-alanin (300 mg, 3.36 mmol) çözülür. Ko-substrat olarak α-ketoglutarat (10 mg, 0.068 mmol) ilave edin. 37 ° C'ye ısıtın ve tüp, bir 1 M NaOD SOUTION kullanarak 8,5-8,7 için pL ayarlayın. Not: pD pH test şeritleri tarafından belirlenir. Geleneksel elektro pH metre H ⁺ için seçici cam elektrodu ile donatılmış verebilir yanlış D ⁺ için okuma.
2. , 8.7 önceki adımda hazırlanan 37 ° C çözümü - pD 8.5 (domuz kalbi, Roche Diagnostics, Indianapolis, IN 0.1 mg, EC 2.6.1.2) alanin transaminaz ekleyin. Bir 37 ° C kuluçka makinesi içinde tüp koyun ve hafif çalkalama ile gece boyunca inkübe, 10-30 rpm tercih edilir.
3. Gece boyunca inkübasyondan sonra, D ₂ O çözeltisi 0.5 ml alır ve ^1H-NMR ile reaksiyon, ilerleme kontrol edin. Bir bütün proton sinyallerilanine, δ 3.76 (q, J = 7.2 Hz, 1 H), 1.46 (d, J = 7.3 Hz, 3H), ^1H NMR 400 MHz, büyük ölçüde bağlı döteryumlanma bastırılır olmalıdır. ^23, daha önce tarif edildiği gibi protonun fazla% 98 döteryum için değiştirilmesi gerekir. Not: D ₂ reaksiyon, büyük ölçekte gerçekleştirilir ise O, kısmen (> 200 mi D ₂ O) damıtma ile elde edilebilir. Normal olarak, D ₂ O% 80% 60 solüsyondan damıtılabilir.
4. Sıvı nitrojen ile yukarıdaki çözelti dondurularak beyaz dötere L-alanin toz elde etmek üzere bir toz haline kullanarak liyofilize edilir.

Peptoit Bağlayıcı Region 4. Sentezi

Bağlayıcı bölge PTA kütüphane sentezi için gerekli değildir. Bununla birlikte, MALDI kütle spektroskopisi ve düşük molekül ağırlığı aralığı (100-600) 'de, yüksek bir arka plan önlemek ve bileşiklerin iyonlaşma geliştirmek amacıyla, çok sayıda polar artıkları ile bir peptoid bağlayıcı sıklıkla kullanılmaktadır. Bu lin peptoitker standart peptoid sentez prosedürü ile sentezlenebilir. (Şekil 5'de gösterildiği gibi) Burada bağlayıcı olarak N-metoksietil glisin oluşan bir pentamerik halka sentez olacaktır.

1. Hafif çalkalama ile 12 ml şırınga reaktör içinde, 3 saat boyunca 10 ml DMF içindeki bir bağlayıcı RAM (1 g, 0.27 mmol / g) ile 90 um TentaGel Boncukları şişirmek.
2. Reaktörden DMF boşaltın ve Rink amid bağlayıcısı arasındaki Fmoc grubunun korumasının kaldırılması için 10 ml% 20 piperidin DMF çözeltisi ilave edilir. 30 dakika boyunca% 20 piperidin çözeltisi ile boncuk çalkalayın. Tüm piperidin kaldırmak için DMF 5x ile yıkayın.
3. Şırınga bir kaç boncuk almak ve kloranil testi ile test. Fmoc başarıyla koruması kaldırılır ise Boncuk koyu kahverengi (birincil amin pozitif kloranil testi) çevirmek gerekir.
4. . Aşağıdaki çözümleri hazırlayın: 1, 20 ml, 2 M bromoasetik asit / DMF çözeltisi; 2. 20 ml, 2 M DIC / DMF çözeltisi.; 3.. 10 mi, 1 M methoxylethylamine / DMF çözeltisi.
5. 2 M bromoasetik asit / DMF çözeltisi 5 mlboncuklar, hafifçe sallayın. Daha sonra 5 eklemek boncuklara 2 M DIC / DMF çözeltisi mi; pistonu ile şırınga mühür ve çalkalayıcı üzerine koydu. 10 dakika boyunca çalkalayın.
6. DMF ile iyice boncuk yıkayın. Boncuklara aşama 4.4 hazırlanabilir 1 M metoksietilamin / DMF çözeltisi 2 ml ilave edilir. Plançer ile şırınga Seal ve 30 dakika boyunca bir karıştırıcı üzerinde sallayın.
7. DMF 5x ile boncuk yıkayın. Pozitif (mavi boncuk dönüş) ise, kloranil testi ile bir kaç boncuk kontrol edin, ardından bir sonraki adıma devam edin. Aksi halde, adım 4.6 tekrarlayın.
8. Tekrarlayın 4,5-4,7 adımları, pentamer tamamlamak için 4x.

. (R) ile PTA Kütüphanesi'nin 5 Split-ve-havuz Sentezi - ve (S)-2-bromopropionik Asitler

Burada adım 4,8 boncuk 1 g kadar 9261 bileşiklerinin teorik çeşitliliği ile küçük PTA kütüphanenin sentezini tarif eder. 90 mikron TentaGel boncuk gram başına yaklaşık 2.9 milyon boncuk içerdiğini unutmayın; Bu nedenle artıklıkKütüphane 2.9 x 10 ^6/9261 = 312 kopya olacaktır. Biz aminasyon için (ayrıntılar için bakınız Şekil 5, A1-A7) asitleri ve 7 farklı aminler gibi (S)-etiketli bromoasetik asit, (R)-2-bromopropanoik ve izotopik-2-bromopropanoik _asit-d4 kullanır. Şırınga reaktörler ve bir vakum manifoldu sentezini gerçekleştirmek için kullanılacaktır.

1. Adım 4,8 şırınga DMF;: DCM 01:01 10 ml ekleme Üç 5 ml şırınga reaktörlere eşit hepsi 1 g boncuk bölmek için kesilmiş bir pipet ile 1.000 ul pipet kullanın. ((S)-2-bromopropanoik _asit-d4) B (bromoasetik asit), R ((R)-2-bromopropanoik) ve S olarak etiketleyin. DCM 3x 3 şırınga yıkayın ve susuz THF 3x ile R ve S ile etiketlenmiş şırıngalar yıkama, DMF 3x B ile işaretlenmiş şırınga yıkayın.
2. Şırınga R ve S. Bromopropanoik asit BTC kavrama.
   1. Taze BTC / THF çözeltisi hazırlayın. Bir eklemepproximately bir çeker ocak içinde bir şişe içine BTC 200 mg, kapaklı mühür. Şişede BTC miktarı tartılır. Gerekli çözücü miktarını hesaplayın ve 20 mg / ml BTC / THF solüsyon yapmak için, şişeye susuz THF ilave edin.
   2. Bromo asitler / BTC karışım hazırlayın. (R)-2-bromopropanoik asit (89 ul, 0.95 mmol) ilave edin ve (S)-2-bromopropanoik ayrı ayrı iki küçük şişeler içinde _asit-d4 (89 ul, 0.95 mmol) eklenmiştir. Her bir şişeye, yukarıda belirtilen 20 mg / ml BTC / THF çözeltisi 5 ml ekleyin. Iki şişeleri Seal ve 20 dakika boyunca -20 ° C derin dondurucuya koyun.
   3. Ayrı ayrı R ve S şırınga için 1.125 ul, 2:1 THF / DIPEA (750 ul THF, 375 ul DIPEA, 2.2 mmol) ilave edin. Pipet ucu ile boncuk karıştırın. Onlara 5 dakika boyunca bekletin.
   4. Iki aşama 5.2.2 ikinci bromo asitler / BTC karışımları soğutuldu al her şişelerine 2,4,6-trimetilpiridin (356 ul, 2.7 mmol) ekleyin. Beyaz çökeltiler hemen meydana gelir. Doğrudan ilgili süspansiyonunuen kısa sürede ve daha sonra 2 saat boyunca 120 rpm'de sallamak altında bir karıştırıcı üzerine koyun bazlaştınldı boncuklar (aşama 5.2.3 şırınga R ve S).
      Not: şırınga reaktörlerde Çözelti, reaksiyonun tamamı sırasında bir soluk sarı süspansiyon olmalıdır. Bir koyu bir renk asit klorür çözeltisinin ilave edilmesi sırasında, ilk serbest aşırı ısı bir göstergesidir. Bu da soğuma çözülebilir veya bromo asitler / BTC karışımını seyreltmek olabilir.
3. Şırınga B. , DIC Bromoasetik asit birleştirme
   1. Taze 20 ml, 2 M bromoasetik asit / DMF çözeltisi hazırlayın. 20 ml, 2 M DIC / DMF çözeltisi hazırlayın.
   2. 2 M bromoasetık asit / DMF ml B şırınga 2 eklemek, hafifçe sallayın. 2 M DIC / DMF ml B şırınga 2 eklemek, hafifçe sallayın.
   3. Şırınga R ve S ile aynı karıştırıcı üzerinde şırınga B koyun , 2 saat için sallayın. Bromoasetik asit / DIC birleştirme reaksiyonu, 30 dakika içinde yapılır dikkat edin; uzun reaksiyon süresi bölünmüş ve-havuz sentez kolaylık içindir.
4. 2 saat sonra, sallantýyý şırınga R, S ve B alır. DCM 5x ile iyice üç şırınga yıkayın. Daha sonra DMF 5x ile yıkayın. Bu şırınga R ve S, birinci, DCM ya da THF ile yıkanmadan önce, DMF ile yıkandı edilemez edin.
5. Havuz şırınga R, S ve B'den her boncuk bir 12 ml şırınga reaktöre. DMF 5x tüm boncuk yıkayın.
6. Şırınga DMF;: DCM 01:01 10 ml ekleme , 7 ayrı 2 ml şırınga içine eşit tüm boncuklar bölünmüş A1-A7 olarak etiketlemek için kesilmiş bir pipet ile 1.000 ul pipet kullanın.
7. Aminasyon. 10 ml, Şekil 5'te listelenen aminler 7 her biri için 2 M birincil amin / DMF solüsyonları hazırlayın. EAC 5 mLkarşılık gelen şırınga A1-A7 h amin çözeltisi. Bir gece boyunca çalkalama ile 60 ° C kuluçka makinesi içinde 7 şırınga inkübe edin.
8. İnkübasyondan sonra, DMF ile iyice her boncuk yıkayın. Her şırınga boncuk birkaç alın ve kloranil testi ile kontrol edin. Boncuklar 3 dakika içinde yeşil (pozitif) açarsanız, bir sonraki adıma geçin. Negatif ise, negatif şırıngalar için adım 5.7 tekrarlayın.
9. Tekrar trimerini tamamlamak için 5.1 2x 5.8 için yineleyin. İsteğe bağlı adım: Her döngüsünden sonra, aşağıda açıklandığı gibi kütle spektroskopisi tarafından sentez kalitesini kontrol etmenizi öneririz. Tüm bileşikler, hemen 9261 OBOC kütüphanesi olarak TentaGel taneleri üzerinde sentezlenir.
10. PTA kütle spektroskopik onay.
    PTAs oldukça yapılandırılmış oligomerleri ve N-metillenmiş peptidlerin birçok ortak özelliklere sahiptir. N-metillenmiş peptidler katı faz sentezi ortak sorunlarından biri, TFA bölünmesi sırasında asit kayıplardır. Asit bozulmalarını, siklosporin gibi moleküllerinin bölünmesini engellemek için ikinciKatı destek, genellikle düşük sıcaklık altında gerçekleştirilir. Bu katı destekten farklı PTA moleküllerinin parçalanması için çeşitli parçalama koşulları karşılaştırdık. Biz genellikle, düşük sıcaklık ve düşük TFA konsantrasyon etkili asit bozulmasını bastırmak ve saf bileşikler sağlayabilir, bulundu.
    1. 10 ml, 15 ml bir tüp içinde 1:01 TFA / DCM çözeltisi hazırlayın. Tüpü kapatın ve 20 dakika boyunca -20 ° C dondurucuda koydu.
    2. DCM 5x ile yarılır gereken boncuk yıkayın. 15 dakika boyunca DCM içinde boncuk çalkalanır ve DCM ile tekrar 5x boncuk yıkayın.
    3. Şırıngadan DCM boşaltın. Oyuk başına 96 oyuklu bir plaka, bir boncuk halinde, her bir boncuk aktarmak için kesik ucu bir ışık mikroskobu ve bir pipet kullanın.
    4. Örtücü bir kılıfla 96 oyuklu plaka örtün. 15 dakika süre ile, -20 ° C dondurucu içinde plaka koyun.
    5. Adım 5.10.1 gelen soğutulmuş 01:01 TFA / DCM çözeltisi alın ve bir boncuk içeren bölümlerinin her birine 20 ul ekle. Sırt ve pu kapak kayma koyunt -20 ° C buzdolabında bir çalkalayıcı üzerinde 96 oyuklu plaka.
    6. 20 dakika boyunca çalkalayın. Çıkış 96-iyi plaka almak ve kapak kayma soyulabilir. Püskürtmeli kuru üzerine hava ya da argon üfleme her kuyudan TFA / DCM. 10'dan fazla boncuk ayrılmaktadır ise, SpeedVac bütün plakadan TFA / DCM kurutmak için kullanılabilir. Bu noktada, tüm bileşiklerin boncuklar kesilir, ancak bileşikler yarılmış kütle spektroskopisi analizi gerçekleştirmek için yeterince fazla olması gerektiğine dikkat edin.
    7. H ₂ O çözeltisi, her kuyudan yarılmış bileşikleri eritmek için: 20 ul 6:04 ACN ekleyin. Birlikte MALDI plaka üzerinde 0.6 ul CHCA MALDI matris her bileşik çözeltisi, 0.6 ul nokta.
    8. Her bir bileşiğin molekül ağırlığı ve sırasını (MS / MS) tespit etmek üzere MALDI kütle spektrometresi kullanarak.

6.. Kloranil Testi

1. Her bir test için aşağıdaki reaktifler Taze hazırlayın. Çözelti A:% 2 Kloranil (CAS: 118-75-2) DMF. ÇözümB:% 2 asetaldehid (CAS: 75-07-0), DMF.
2. Bir 1.5 ml bir tüp içinde test öncesi çözelti B, 100 ul çözelti A, 100 ul karıştırın; boncuk bırakın ve hafifçe sallayın. Boncuklar 5 dakika içinde maviye döner, bu boncukların yüzeyinde ikincil amin varlığını gösterir. Birincil aminler yerine Mavileşmeye koyu kahverengi bir renk verir.

Burada bağlayıcı ile bir PTA trimer üç temsil MALDI spektrumlarını göstermektedir. Şekil 6A'da gösterildiği gibi,% 50 TFA / DCM çözeltisi kullanılarak oda sıcaklığında ayrıldı zaman, önemli bir bozulma gözlenir. Şekil 6A'da, 593 ve tepe 484, bütün molekül başarılı bir kordon üzerinde sentezlenen ancak bölünme sırasında bozulmuş olduğunu göstermektedir, sırası ile, bağlayıcı ve PTA trimer karşılık gelir. Yukarıda tarif edildiği gibi düşük sıcaklık koşulları altında ayrıldı, Şekil 6B'de gösterildiği gibi, TFA kaynaklı bozulması miktarı büyük ölçüde bastırılır. Bu bölünme mekanizması, önceki literatür ²⁴ 'de tarif edilmiştir ve bu bir ara oksazolidin geçmesi inanılmaktadır. PTA molekülleri MS / MS ile dizilebilir ve Şekil 6C'de gösterildiği gibi, fragmentasyon örneği, peptidler ve peptoidler bu benzer. Ile (S)-2-bromopropanoik asit genel olarak _d-4 g sentezlendi PTA moleküllerinedeniyle bu tür-2-bromopropanoik (S) gibi asit-d ₃ eksik döteryumlanma ürünleri (Şekil 7A ve 7B) varlığı MS ve MS / MS spektrumları ile ilgili daha geniş zirve ive. Bu sıralama işlemi sırasında (aminasyonundan sırasında ters S) R şiral merkezin varlığının bir göstergesi olarak da kullanılabilir. Ayrıca, bu PTA molekülleri bu nedenle de düşük su, sodyum (örneğin dionized su gibi) ve plastik bir cihaz (Şekil 7C) tercih edilir, peptoid / peptit daha sodiated yaklaşımları oluşturmak üzere bir eğilim bulundu. Yan-ürün PTA sentezinde gözlenebilir bir diğer aminasyonu sırasında bromür ortadan kaldırılması (Şekil 7C) oluşan bir akrilamid. Akrilamid oluşturulduktan sonra, sırası sonlandırılır. Bu çözeltinin bazikliği azaltmak amacıyla 1 M birincil amin konsantrasyonunun azaltılmasıyla çözülebilir. Biz her Açilleme aşamasından sonra kloranil testi ve kütle Spectr kullanarak tavsiyeKütüphanenin kalitesinin sağlanması için her aminasyon adımı sonra ürünü kontrol etmek için oscopy.

Peptidi, peptoid, PTA ve N-metillenmiş peptidin Şekil 1.. Yapısal karşılaştırması. PTA peptit (R ₂ = H) içeren, peptoid _(R1 = H) ve N-metile peptid _(R1 ≠ H, _R2 = Me) . B) PTA nedeniyle iki α-yan zincir arasındaki sterik engel trans amid bağı yapıyı tercih eder. C) PTA nedeniyle de N-yerine ve α-yan zinciri arasındaki 1,3 Alilik gerginlik için tercih edilen bir şekle sahiptir. için tıklayınız Bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek.

Peptoid Şekil 2. Alt monomer sentezi (R ^­ ₁ = H 'dir) ve PTA _(R1 ≠ H). İlk adım aminin asit asilasyonudur. İkinci adım, birincil aminler ile aminasyonudur. , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Şekil 3,. Reaksiyon setup. Bir 250 ml'lik üç boyunlu, yuvarlak tabanlı bir şişe, bir kuru buz / etilen glikol banyosuna konur. Ortadaki boyun eşitleyici damlatma hunisi, 150 ml basınç ile bağlanır. Sol ve sağ boyun bir akış kontrol adaptörü ve bir septum w ile mühürlenirargon akışı geçmesine olanak uzun bir iğne ith. , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Şekil 4,. Iki-ve-pool sentez temelleri. Boş boncuklar tepkime maddesi A ile tedavi edilen ayrı ayrı üç kısım içinde bölünmüş, B ve C, ilk Tepkimeden sonra, boncuklar üç bölümlerini bir araya karıştırılır ve bir araya getirilmiştir. Havuzlanmış boncuk üç porsiyon halinde bölünmüş ve tekrar tekrar, her bir bölümü için aynı reaktif ile tedavi edilir. İkinci reaksiyondan sonra, 9 farklı bileşikler sentezlenir. , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Şekil 5. Kitaplık yapısı genel bakış. Üç PTAs pentamer peptoit linker sonra sentezlenir. Teorik çeşitlilik, ³ 3 X 7 ³ = 9261. , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Şekil 6,.. A) Trimer PTA oda sıcaklığında% 50 TFA / DCM ile parçalanabilen bir PTA trimer tipik MALDI kütle spektrumu. Gösterildiği gibi PTA yapısı, [M +1] ⁺ = 1077, [M + Na] ⁺ = 1,098.9, TFA bölünmesi PTA parçalanma açıkça spektrum. B) Trimer klivaj görülebiliryazıda açıklandığı gibi optimize edilmiş koşullar altında% 50 TFA / DCM ile ed. TFA-neden asit bozulması büyük ölçüde PTA trimer. C) MS / MS spektrumunu bastırılır. Zayıf Y7 (916) bir sinyal gözlenir, bu PTA için tipik bir parçalanma davranıştır. Spectra analiz ve mMass ³² tarafından oluşturulan. , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Izotop etiketli monomer ve yan ürünleri tipik ile PTA sentezi Şekil 7. MALDI spektrumu. Mavi sentezlenir PTA moleküllerin A) MS spektrumları karşılaştırması: (R)-2-bromopropanoik [M +1] ⁺ = 760 [M + Na] ⁺ = 787 [M + K] ⁺ = 803 ve kırmızı: (S) - 2-bromopropanoik _asit-d4 [M +1] ⁺ = 764 [M + Na] ⁺ = 783 [M + K] ⁺ = 799 b.) A 'de gösterilen iki molekülün, MS / MS ve parçalanma motifleri). . Bir PTA Spektrumu: dolayı d _{1, 2,} d ve d ₃ baharat (alaninin eksik döteryumlanma), (S)-2-bromopropanoik asit _d-4 sentezlenen moleküller varlığında, genel olarak C) Red geniş tepe vermek unutmayın dimer sentezlenmiş ve optimize edilmiş koşullar altında ayrıldı. Mavi:. PTA Dimer 2 M metoksietilamin solüsyonu ile sentezlenen ve normal filtrelenmiş su yarılır bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Peptid üçüncül amidler (PTAs) peptidomimetik oligomerlerin bir süper ailesidir. Iyi çalışılmış peptitler, peptoidler ve N-metillenmiş peptitlerin yanı sıra, bu aile içinde bileşiklerin büyük bir kısmı büyük oranda nedeniyle genel olarak N-alkile peptidler ulaşmak için sentetik yöntemin eksikliği, ilgili yeterli kalmaktadır. Burada amino asitlerden türetilen kapsamındaki şiral yapı birimleri ile PTA sentezlenmesi için etkili bir yöntem tarif eder. Daha önce, PTA moleküllerin ²³ sentezi kitaplıklarına yeni bir alt-monomer rotayı kullanmayı bildirdi. Biz PTAs omurgası sayesinde yapısal önlemlere sahip son derece yapılandırılmış oligomerlerdir olduğunu göstermiştir. In vivo olarak test edildiğinde, PTA molekülleri iyileştirilmiş hücre geçirgenliğini ve dolayısıyla gelişmiş bir etkinliğe ²⁵ gösterdi. Ancak, yanında tüm avantajları ile, PTAs da büyük oranda engellenmiş pozisyonlarda ikincil aminlerin asilasyonu, bazı sentetik zorlukları ile birlikte gelir. Konformasyon içerir α-yan zincirikısıtlama ayrıca aşağıdaki birleştirme adımı için sterik engellemeyi getirir. Bu sentetik zorlukların üstesinden gelmek için, geniş bir optimizasyon bir çalışma yapıldı ve bu reaksiyon ²³ için en iyi birleştirme maddesi olarak BTC belirlenmiştir.

Sentetik yol en önemli aşaması BTC sekonder aminin asilasyonunu kolaylaştırılır. Bu işlem sırasında, BTC yerinde ^26,27 içinde bir asit klorür üretilmesini sağlar. Ara maddeler olarak aktif esterleri ya da asit anhidridler ya da oluşturulması çoğu diğer birleştirme reaktifleri, sürekli PTA sentezi için temiz asilasyonunu sağlamak için başarısız oldu. Önceki PTA birimlerinin varlığı sayesinde büyük ölçüde sterik engelleme için aşağıdaki PTA biriminin bağlanma etkinliğini bozar. Bu nedenle, birden PTA küçük bir ayrılan grup ile son derece aktif bir ara madde sentezi için güçlü bir tercih edilir. BTC bes çalışan biz, test edilen tüm birleştirme koşulları arasında, in situ olarak oluşturulan asit kloridBizim elinde t. Ancak, daha yüksek ölçüde aktif asit klorürleri ile, önceden test edilmiştir Bu gibi kütüphane sentezinde α-dallı primer aminler gibi yüksek sterik engellenmiş aminler önlemek için önerilir. Örneğin Anile gibi aromatik aminler genellikle eksik ikame yol açabilir ve bu nedenle de kaçınılmalıdır. BTC birleştirme adımı sırasında, çözelti, her zaman turuncu renk soluk sarı bir olmalıdır; koyu renkli çözelti, aşırı ısınma bir göstergesidir ve daha düşük verim ve yan ürünler artan oluşumuna neden olabilir. Bu genellikle BTC çözeltisi daha fazla soğutma ile çözülebilir, tepkimenin büyüklüğü ve aktive BTC / asit solüsyonu, daha hızlı transfer azaltır. BTC Bunun yanı sıra, N-etoksikarbonil-2-etoksi-1 ,2-dihidrokinolin (EEDQ) PTA sentezinde iyi çalışan başka bir birleştirme belirteci. Olduğu anahtar ara malzeme nispeten küçük bir ayrılan grup ile karışık bir karbonik anhidriddir. EEDQ durumunda, EEDQ 3 eşdeğer daha sonra DCM içinde asit ve p birlikte eritildiOda sıcaklığında boncuklara katlandı. Reaksiyon, normal, hafif çalkalama ile 2 saat içinde yapılır. Bu reaksiyon, reaksiyon sırasında _CO2 açıklamaları; bu nedenle reaksiyon sistemi, kapalı olmamalıdır.

Bir diğer önemli bir adım, yarılma ve PTA moleküllerin karakterizasyonudur. MALDI-MS/MS (Şekil 6) ile PTA molekülleri sequencing zaman ayırıcı MS / MS parçalanması model gözlenmiştir. Bu, (Şekil 6C'de mor renkle gösterilen ve Y6, Y5, y4, b2, b3 iyonları artan yoğunluk) geçen y iyonu düşük yoğunlukta ile oluşur. Benzer bir desen, bir önceki rapora ²⁸ N-metillenmiş peptid parçalanması gözlenmiştir. Nedeniyle ara oksazolidinin artan stabilitesi için, N-metillenmiş peptidler mutlaka b iyonları ²⁸ vermek eğilimindedir. Ayrıca, ^iyi, N-metillenmiş peptit TFA bölünmesi ve MALDI kütle spektroskopisi ²⁴ her iki boyunca asit kararsız olduğu bilinmektedir^{28, 29.} Mekanistik Çalışma, omurga üzerindeki uygun kısıtlama, önceki artığının karbonil oksijen atomu, böylece ara-madde ²⁹ oksazolidin oluşumunu teşvik yarılma sitesinde karbonil grubunun yakınında genellikle olduğunu göstermiştir. Yukarıda belirtilen nedenlerden dolayı, her iki PTAs ve N-metillenmiş peptidler TFA ^{26, 30} tarafından kontrol edilen konsantrasyonlarda kullanarak düşük bir sıcaklıkta bir katı desteklerden klivaj edilmesi gerekir. Deneyimlerimize göre, tek tek PTA artıkları için en uygun yöntem bölünme% 50 TFA / DCM içinde önceden soğutulmuş, -20 ° C solüsyonu ile -20 ° C de meydana gelir. Bu prosedür, büyük ölçüde asit bozulmuş ürünlerin oluşumunu bastırır.

Bu teknik hakim sonra, vb lösin, fenilalanin, glutamin, gibi başka doğal amino asitlerden türetilen PTA monomer ile bir kütüphane de sentezlenebilir. Yüksek kaliteli bir PTA kütüphane ag elenebilmektedirBizim önceden yayınlanmış on-boncuk tarama protokolleri ³¹ kullanılarak çeşitli protein hedeflerini ainst. Taramalarından belirlenen bileşikler Hit kütle spektroskopisi ile karakterize edilen ve yukarıda tarif edilen protokol kullanılarak daha fazla test için resynthesized edilebilir.

Yazarlar, hiçbir rakip mali çıkarlarını olmadığını beyan ederim.

Yazarlar değerli yardım için Dr Jumpei Morimoto ve Dr Todd Doran teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma enstitünün (No1-YG-00242) bir sözleşme ile desteklenmiştir.