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Methodenartikel

Löslichkeit von hydrophoben Verbindungen in wässriger Lösung unter Verwendung von Kombinationen der Montage selbst Peptide und Aminosäuren

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DOI:

10.3791/56158

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20. September 2017

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt ein klinisch einsetzbaren Mittel zur Auflösung von hydrophober Verbindungen in einer wässrigen Umgebung unter Verwendung von Kombinationen der Peptide und Aminosäuren-Lösungen selbst zusammenstellen. Unsere Methode löst eine große Einschränkung hydrophobe Therapeutika, die sichere und effiziente Mittel zur Löslichkeit und Lieferung Methoden in klinischen Einrichtungen fehlen.

Zusammenfassung

Selbstorganisierende Peptide (SAPs) sind vielversprechende Fahrzeuge für die Lieferung von hydrophoben Therapeutika für klinische Anwendungen; Ihre amphipathische Eigenschaften erlauben ihnen, hydrophobe Verbindungen in der wässrigen Umgebung des menschlichen Körpers aufzulösen. Selbstorganisierende Peptid-Lösungen haben jedoch schlechte Durchblutung Kompatibilität (z.B. niedrige Osmolarität), deren klinische Anwendung durch intravenöse Verwaltungen zu behindern. Wir haben vor kurzem eine allgemeine Plattform für hydrophobe Drug-Delivery entwickelt, die SAPS mit Aminosäuren-Lösungen (SAP-AA verbindet) bis Wirkstofflöslichkeit erhöhen und Formulierung Osmolarität um die Voraussetzungen für klinische Anwendungen zu erreichen. Diese Formulierung-Strategie wurde im Rahmen der drei strukturell unterschiedlichen hydrophobe Verbindungen – PP2, Rottlerin und Curcumin – um seine Vielseitigkeit unter Beweis stellen gründlich getestet. Darüber hinaus haben wir untersucht Auswirkungen des Änderns Formulierungsbestandteilen durch 6 verschiedene Säfte, 20 natürlich vorhandenen Aminosäuren bei niedrigen und hohen Konzentrationen, und zwei verschiedene Zusatzlösungsmittel Dimethyl Sulfoxid (DMSO) und Ethanol zu analysieren. Unsere Strategie erwies sich als wirksam bei der Optimierung von Komponenten für einen gegebenen hydrophobe Drogen- und therapeutische Funktion des formulierten Inhibitors, PP2, wurde in Vitro und in Vivobeobachtet. Dieses Manuskript beschreibt unsere verallgemeinerte Formulierung-Methode unter Verwendung von SAP-AA-Kombinationen für hydrophobe Verbindungen und Analyse der Löslichkeit als ein erster Schritt zur möglichen Verwendung dieser Formulierungen in funktioneller Studien. Wir gehören repräsentative Löslichkeit Ergebnisse für die Formulierung von hydrophoben zusammengesetzte, Curcumin und besprechen, wie unsere Methodik dient als Plattform für biologische Zukunftsstudien und Krankheitsmodelle.

Einleitung

Säfte sind eine Klasse von Biomaterialien, die weitgehend als 3D Gerüste in regenerative Medizin1,2,3,4untersucht wurden. Vor kurzem wurden jedoch sie als Vehikel für die Lieferung von Therapeutika aufgrund ihrer einzigartigen biologischen Eigenschaften5,6,7,8genutzt. SAPs montieren natürlich in stabilen Nanostrukturen9, wodurch ein Mittel zur Droge Kapselung und Schutz. Säfte sind amphipath....

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Protokoll

1. Vorbereitung der Aminosäure-Lösungen

  1. vorbereiten und Label zwei 50 mL konische Zentrifuge Rohre für jede Aminosäure (jeweils für beide " niedrigen " und " hohe " Konzentrationen).
  2. Bereiten eine große 2 L-Flasche mit gereinigtem Wasser (18,2 MΩ·cm bei 25 ° C).
  3. Berechnen Sie die Menge der einzelnen Aminosäuren (in Gramm), um die gewünschte Konzentration zu erreichen, und die entsprechende Menge der Aminosäure in ihre jeweiligen 50 mL Zentrifuge Röhren mit einem Spatel wiegen.
    Hinweis: Für die " hohe " Konzentration der beiden negativ geladenen Aminosäuren, PBS statt Wasser verwendet wird. Ihre Konzentratio....

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Ergebnisse

Für die hydrophoben Droge, Curcumin, produzierten wir Formulierungen mit allen 20 natürlich vorhandenen Aminosäuren in geringen Konzentrationen, in Kombination mit nur einer SAP, EAK16-II, als ein Proof-of-Principle. Wir testeten auch Formulierungen mit DMSO und Ethanol als Zusatzlösungsmittel. Insgesamt produziert das 40 Curcumin Formulierungen, jeweils verschiedene Komponenten enthalten. Es ist wichtig zu beachten, dass wir in unseren früheren Studien mit den Src-Inhibitor, PP2, mehr Op.......

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Diskussion

In der Formulierung-Prozedur gibt es verschiedene wichtige Schritte und Punkte, die bei der Problembehandlung. Zunächst, wie wir mit verschiedenen Komponenten und Konzentrationen arbeiten, mehrere Wirbel Schritte im gesamten Protokoll sicherstellen, dass alle Konzentrationen einheitlich und korrekt sind. Einige der hoch-Konzentration, hydrophobe Aminosäuren-Lösungen kann immer noch nicht vollständig aufgelöst werden nach dem aufschütteln und kann in diesem Fall kräftig geschüttelt werden, von Hand, in den Prozess zu unte.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Diese Arbeit von Canadian Institutes of Health Research unterstützt wird, gewährt Betriebs-, MOP-42546 und MOP-119514.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
EAK16-ICanPeptide Inc.Benutzerdefinierte Peptidsequenz: AEAKAEAKAEAKAEAK, N-Terminus-Acetylierung und C-Terminus-Amidierung, >95% rein durch HPLC
EAK16-IICanPeptide Inc.Benutzerdefinierte Peptidsequenz: AEAEAKAKAEAEAKAK, N-Terminus-Acetylierung und C-Terminus-Amidierung, >95% rein durch HPLC
EAK16-IVCanPeptide Inc.Benutzerdefinierte Peptidsequenz: AEAEAEAEAKAKAKAK, N-Terminus-Acetylierung und C-Terminus-Amidierung, >95% rein durch HPLC
EFK8-IICanPeptide Inc.Benutzerdefinierte Peptidsequenz: FEFEFKFK, N-Terminus-Acetylierung und C-Terminus-Amidierung, >95% rein durch HPLC
A6KECanPeptide Inc.Benutzerdefinierte Peptidsequenz: AAAAAAKE, N-Terminus-Acetylierung und C-Terminus-Amidierung, >95% rein durch HPLC
P6KECanPeptide Inc.BenutzerdefiniertePeptidsequenz: PPPPPPPKE, N-Terminus-Acetylierung und C-Terminus-Amidierung, >95% rein durch HPLC
AlaninSigma-AldrichA7469-100GL-Alanin
IsoleucinSigma-AldrichI7403-100GL-Isoleucin
LeucinSigma-AldrichL8912-100GL-Leucin
MethioninSigma-AldrichM5308-100GL-Methionin
ProlinSigma-AldrichP5607-100GL-Prolin
ValinSigma-AldrichV0513-100GL-Valin
PhenylalaninSigma-AldrichP5482-100GL-Phenylalanin
TryptophanSigma-AldrichT8941-100GL-Tryptophan
TyrosinSigma-AldrichT8566-100GL-Tyrosin
GlycinSigma-AldrichG8790-100GL-Glycin
AsparaginSigma-AldrichA4159-100GL-Asparagin
GlutaminSigma-AldrichG8540-100GL-Glutamin
SerinSigma-AldrichA7219-100GL-Serin
ThreoninSigma-AldrichT8441-100GL-Threonin
HistidinSigma-AldrichH6034-100GL-Histidin
LysinSigma-AldrichL5501-100GL-Lysin
ArgininSigma-AldrichA8094-100GL-Arginin
AsparaginsäureSigma-AldrichA7219-100GL-Asparaginsäure
GlutaminsäureSigma-AldrichG8415-100GL-Glutaminsäure
CysteinSigma-AldrichC7352-100GL-Cystein
DimethylsulfoxidSigma-AldrichD4540-500MLDMSO
EthanolSigma-Aldrich277649-100MLwasserfreies
CurcuminSigma-Aldrich08511-10MGHydrophobes Medikament, Curcumin
RottlerinEMD Millipore557370-10MGHydrophobes Medikament, Rottlerin
PP2Enzo BML-EI297-0001Hydrophobes Medikament,
VWR2650-66022-081Borosilikatglas, mit Schraubverschluss, 20 mL. Fläschchen zum Wiegen von Peptiden.
Falcon 50 mL Konische ZentrifugationsröhrchenVWR352070Polypropylen, steril, 50 mL. Für Aminosäurelösungen.
PP2-Szintillationsfläschchen

Referenzen

  1. Holmes, T. C., de Lacalle, S., Su, X., Liu, G., Rich, A., Zhang, S. Extensive neurite outgrowth and active synapse formation on self-assembling peptide scaffolds. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 97 (12), 6728-6733 (2000).
  2. Davis, M. E., Motion, J. P. M., et al.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Selbstassemblierende PeptideAminosäurelösungenLöslichkeitsprüfungArzneimittelformulierungCo-Solvens-OptimierungPeptid-Aminosäure-KombinationenCurcumin-Löslichkeitwässrige Lösungsgabetherapeutische Funktion