Facile Protokoll für die Synthese von selbst zusammenbauen Polyamin-basierte Peptid Amphiphilen (PPA) und der damit verbundenen Biomaterialien

Mehdi Bin Samad; Krishnaiah Maddeboina; Nathalia Rodrigues de Almeida; Martin Conda-Sheridan

doi:10.3791/57908

Methodenartikel

Facile Protokoll für die Synthese von selbst zusammenbauen Polyamin-basierte Peptid Amphiphilen (PPA) und der damit verbundenen Biomaterialien

DOI:

10.3791/57908

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25. Juni 2018

Mehdi Bin Samad¹ , Krishnaiah Maddeboina¹ , Nathalia Rodrigues de Almeida¹ , Martin Conda-Sheridan¹

¹Department of Pharmaceutical Sciences, University of Nebraska Medical Center

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Die Synthese von amphiphilen Polyamin-basierte Peptid (PPA) ist eine große Herausforderung aufgrund der Anwesenheit von mehreren Amin Stickstoffe, die vernünftige Nutzung des Schutzes von Gruppen, um diese reaktive Funktionalitäten Maske erfordert. In diesem Artikel beschreiben wir eine einfache Methode für die Vorbereitung dieser neuen Klasse von selbstorganisierenden Molekülen.

Zusammenfassung

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Polyamin-basierte Peptid Amphiphilen (PPA) sind eine neue Klasse von selbstorganisierenden AMPHIPHILE Biomaterialien im Zusammenhang mit dem Peptid amphiphilen (PAs). Traditionelle PAs besitzen geladenen Aminosäuren als Gefäss-Gruppen (Lysin, Arginin), die direkt zu einem Lipid-Segment verbunden sind oder eine Linker-Region, die aus der neutralen Aminosäuren enthalten können. Tuning der Peptidsequenz PAs kann unterschiedliche Morphologien erzielt werden. Ebenso PPA besitzen eine hydrophobe Segment und neutralen Aminosäuren, aber auch Polyamin Moleküle wie Wasser Gefäss-(hydrophile) Gruppen enthalten. Wie der Fall mit PAs, können PPA auch selbst in verschiedenen Morphologien, einschließlich kleine Stäbchen, verdrehte Nano-Bänder und fusionierte Nano-Blätter, wenn er im Wasser aufgelöst zusammensetzen. Das Vorhandensein von primären und sekundären Aminen auf einem einzigen Polyamin-Molekül stellt jedoch eine große Herausforderung bei der PPA zu synthetisieren. In diesem Beitrag zeigen wir ein einfaches Protokoll, anhand der Literatur Präzedenzfälle, eine einfache Synthese von PPA mit Festphasen-Peptidsynthese (SPPS). Dieses Protokoll kann zur Synthese von PAs und andere ähnliche Systeme erweitert werden. Wir zeigen auch die Schritte, die zur Spaltung von der Harz, Identifikation und Reinigung benötigt werden.

Einleitung

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Selbstorganisierende Peptid amphiphilen (PAs) sind eine Klasse von Biomaterialien, die in der Regel bestehend aus folgenden Segmenten: (a) hydrophilen Kopf, (b) Linker-Region und (c) hydrophobe Endstück. Die meisten PAs in der Literatur beschriebene besitzen einen hydrophilen Kopf bestehend aus geladenen oder polaren Aminosäure Rückstände¹^,²^,³^,⁴. PAs haben ein breites Anwendungsspektrum in der Biomedizin einschließlich Drug-Delivery, Krankheit Diagnostik, regenerative Medizin, etc.⁵gefunden. Basierend auf ihr....

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Protokoll

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1. Allgemeines Protokoll für die Synthese von PPA

Das Ausmaß der Synthese (in der Regel Mmol) zu berechnen. Diese Skala basiert auf die Masse des PPA Zielbetrag. Denken Sie daran, die die Effizienz der Reaktion der SPPS mit einem Zuwachs von Aminosäure-Sequenz allmählich abnimmt. Daher ist die genaue Reaktion Effizienz schwer zu kalkulieren.
Berechnen Sie das Gewicht des Harzes nach dem Laden des Harzes verwendet werden. Das Laden ist finden Sie auf den Container oder das Analyse-Protokoll des Harzes und ausgedrückt in Mmol/g. Die folgende Formel kann verwendet werden, für die Berechnung des Gewichts des Harzes:
Sorgfältig abwägen, 2-Chlo....

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Ergebnisse

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Nach der Synthese und Reinigung und vor der physikalisch-chemischen oder biologischen Auswertung empfiehlt es sich die Massen der PPA sind erneut geprüft und die Reinheit mittels analytischen HPLC ermittelt. Für die Materialcharakterisierung oder biologische Bewertung, PPA müssen eine Reinheit von > 95 %. Abbildung 2 zeigt die HPLC Spur (oben) und MALDI-Spektren (unten) bestätigt die Präsenz des Produkts. Analytische HPLC-Anlagen werden die Fläche unter de.......

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Diskussion

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Die hier beschriebenen Protokolle können verwendet werden, zu synthetisieren PPA Brunnen als PAs sowie im Zusammenhang mit Peptid-basierte Moleküle (z. B. Hybrid PA-Peptoids). Obwohl die Synthese von Peptiden mit SPPS ein einfaches Verfahren ist, kann die Synthese von Peptiden mit biologischen homing Moleküle besonders schwierig sein. Polyamine wie Spermin, Spermidine, Diethyelenetriamine, etc., können als homing Moleküle für die Zielgruppenadressierung Krebs Zellen¹³fungieren. PPA können.......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben keinen Interessenkonflikt zu erklären

Danksagungen

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Dieses Projekt wurde gefördert von der University of Nebraska Medical Center (Startkapital, MC-S); NIH-COBRE, 5P20GM103480 (T. Bronich) und der American Chemical Society, PRF # 57434-DNI7(MC-S).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
2-Chlortritylchlorid-Harz	AappTec	RTZ001
SynthwareTM Synthesegefäß	Aldrich	SYNP120050M
Dichlormethan	Acros	AC406920250	Fisher Sci. Katalog #
Handgelenkschüttler	Boekel Scientific	401000-2
Kaiser Testkit	Sigma-Aldrich	60017
2-[(4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohex-1-yliden)ethylamino]-ethanol	Sigma-Aldrich	CDS004772
Wasserfreies Methanol	Acros	AC610981000	Fisher Sci. Katalog #
Chloranil-Testkit	TCI	TCC1771-KIT	VWR Katalog #
Di-tert Butyldicarbonat	Acros	AC194670250	Fisher Sci. Katalog #
Dimethylformamid	Fisher Scientific	BP1160-4
Hydrazin	Acros	AC296815000	FIsher Sci. Katalog #
(2-(1H-benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphat)	p3biosystems	31001
4-Methylpiperidin	Acros	AC127515000	FIsher Sci. Katalog #
Trifluoressigsäure	AappTec	CXZ035
Triisopropylsilan	Sigma-Aldrich	233781
Ether	Fisher Scientific	E138-1
α-Cyano-4-hydroxyzimtsäure	Sigma-Aldrich	C8982
9-Aminoacridin	Sigma-Aldrich	92817
Fisherbrand Spritzenvorsatzfilter: PTFE-Membran	Fisher Scientific	09-730-21

Referenzen

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Cui, H., Pashuck, E. T., Velichko, Y. S., Weigand, S. J., Cheetham, A. G., Newcomb, C. J., Stupp, S. I. Spontaneous and x-ray-triggered crystallization at long range in self-assembling filament networks. Science. 327, 555-559 (2010).
Pashuck, E. T., Cui, H., Stupp, S. I.

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Festphasen Peptidsynthese Synthese von Peptid Amphiphilen selbstassemblierende Biomaterialien oktagonale Schutzgruppen Chloranil Test Kaiser Test Transmissionselektronenmikroskopie Rasterkraftmikroskopie dynamische Lichtstreuung

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