Ein Protokoll für die Synthese von 1,2-Dithiolane modifizierte Peptid und die Charakterisierung der supramolekularen Strukturen durch das Peptid Selbstmontage.
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Methodenartikel
Ein Protokoll für die Synthese von 1,2-Dithiolane modifizierte Peptid und die Charakterisierung der supramolekularen Strukturen durch das Peptid Selbstmontage.
Dieser Bericht konzentriert sich auf die Synthese von 1,2-Dithiolane ein N-Terminus selbstorganisierende Peptid und die Charakterisierung der resultierenden geändert selbst montiert supramolekulare Strukturen. Der Syntheseweg nutzt der Festphasen-Peptidsynthese mit der auf-Harz-Kopplung von Dithiolane Vorläufer Molekül, 3-(Acetylthio) -2-(Acetylthiomethyl) Propanoic Säure und die Mikrowellen-gestützte Thioacetate deprotection des Peptids N-Terminus vor dem endgültigen Spaltung aus dem Harz der 1,2-Dithiolane Ausbeute geändert Peptid. Nach der Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) Reinigung des 1,2-Dithiolane Peptids, abgeleitet aus dem nukleierenden Kern der Aβ-Peptid verbunden mit Krankheit Alzheimers zeigt das Peptid in Kreuz-β-Amyloid-Fasern selbst zusammensetzen. Protokolle zur Charakterisierung der Amyloid Fasern von Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FT-IR), kreisförmigen Dichroismus Spektroskopie (CD) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) werden vorgestellt. Die Methoden von N-terminale Anpassung mit einem 1,2-Dithiolane Glyko-gut charakterisierten selbstorganisierende Peptide können jetzt erkundet werden, als Modellsysteme, Post-Montage Modifikation Strategien entwickeln und dynamische kovalente Chemie zu erkunden Supramolekulare Peptid Nanofaser Oberflächen.
Die robuste Peptidbindung bilden Chemie beteiligt Festphasen-Peptidsynthese und die Fähigkeit zur Steuerung der Reihenfolge Länge und Zusammensetzung machen die Peptide, die in supramolekularen Strukturen stark erforschten Bereich selbst zusammensetzen. Die Faktoren, die zu kontrollieren und zu stabilisieren, Peptid selbst-zusammengebauten Strukturen, einschließlich Side-Chain sterische und elektrostatische Wechselwirkungen, Wasserstoff-Bindung und hydrophobe Effekte1, dienen als eine Reihe von Design-Regeln. Wie die Forschung zu diesen grundlegenden Designregeln schreitet weiter voran, geht der nächste logische Schritt in Peptid Selbstmontage erweitert die Vielfalt der Peptid-basierte Strukturen und Funktionen. Während der Montage selbst Peptide sind vielseitige Biomaterial, das für viele biomedizinische Anwendungen herangezogen wurden, durch tuning die Peptid-Sequenz oder einer Baugruppe Bedingungen2,3,4, die Entwicklung von Strategien für nach dem Zusammenbau Änderungen an Peptid Nanofasern5,6,7,8,9 bleibt ein relativ unerforschten Bereich.
Dynamische Disulfid-Austausch und Thiol-Chemie an der Oberfläche der supramolekularen Strukturen ist ein Bereich, der das Potenzial hat, neuen und funktionalen Biomaterialien ergeben. Die Einbeziehung von 1,2-Dithiolane Moieties (häufig ein Derivat von Liponsäure (la) oder asparagusic Säure (aa)) gemeldet wurden, in Liposomen Systeme10,11, Block-Copolymere12,13, sowie Organisation von Ankern an Oberflächen14,15. Hier berichten wir über die Synthese und Charakterisierung eines selbstorganisierenden Peptids, abgeleitet aus dem nukleierenden Kern der Aβ-Peptid Zusammenhang mit Alzheimer-Krankheit, die am N-Terminus mit einem 1,2-Dithiolane funktionelle Gruppe16geändert wird, 17. Die daraus resultierenden supramolekularen Fasern dienen nun als eine experimentelle Plattform die Disulfid-Austausch und Thiol Reaktivität an der supramolekularen Oberfläche des Amyloid Fasern18zu studieren.
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(1) Synthese und Reinigung von 1,2-Dithiolane geändert Peptid
2. Charakterisierung der supramolekularen Strukturen Self-Assembly
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Abgesehen von der ersten einstufigen Synthese von Dithiolane Vorläufer Molekül tritt auf der Rest der Peptid-Synthese von 1,2-Dithiolane geändert auf festen Unterlage (Abb. 1A). Die Umwandlung von 3-Bromo - 2-(Bromomethyl) Propionsäure, 3-(Acetylthio) -2-(Acetylthiomethyl) Propanoic Säure, die Dithiolane Vorläufer wird bestätigt von 1H und 13C-NMR (Abbildung 1 b und C) bevor es ist gekoppelt...
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Dieser Artikel beschreibt die Details der Synthese und Reinigung von einer N-terminalen 1,2-Dithiolane geändert selbstorganisierende Peptid und die Charakterisierung der daraus resultierenden supramolekularen Strukturen. Die Synthese von 1,2-Dithiolane Peptids hier berichtet hat die Vorteile, einschließlich einer einstufigen Synthesis um Dithiolane Vorstufe, 3-(Acetylthio)-2 zu produzieren-Propanoic Säure (Acetylthiomethyl) und das Harz Mikrowelle Deprotection Reaktion der Vorläufer Thioacetate Schutz der Gruppe, um die ...
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Die Autoren haben nichts preisgeben.
Die Autoren möchten Danke Dr. B. Ellen Scanley für ihre technische Ausbildung und hilf mit die TEM an der Connecticut State Colleges und University (CSCU) Zentrum für Nanotechnologie und Dr. Ishita Mukerji an der Wesleyan University für den Zugriff auf ihre CD Spektrophotometer. Die Arbeit berichtet wurde zum Teil durch das Science Institute an der Fairfield University, die NASA Connecticut Space Grant-Konsortium und der National Science Foundation unter Grant Anzahl CHE-1624774 unterstützt.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Eisbahnamid MBHA-Harz, hohe Belastung | Gyros Protein Technologies | RAM-5-HL | Kontakt mit Haut und Augen vermeiden; |
| N,N-Dimethylformamid | Fisher Scientific | D119-4 | Flüssigkeit und Dampf entzündbar; reizt Augen und Haut; Verwenden Sie persönliche Schutzausrüstung; Von offener Flamme fernhalten |
| Fmoc-L-Val-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-V | Persönliche Schutzausrüstung tragen; |
| Fmoc-L-Leu-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-L | Persönliche Schutzausrüstung tragen; |
| Fmoc-L-Lys(Boc)-OH | nicht einatmen Gyros Protein Technologies | FLA-25-KBC | Persönliche Schutzausrüstung tragen; nicht einatmen |
| Fmoc-L-Phe-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-F | Persönliche Schutzausrüstung tragen; |
| Fmoc-L-Ala-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-A | Persönliche Schutzausrüstung tragen; |
| Fmoc-L-Gln(Trt)-OH | nicht einatmen Gyros Protein Technologies | FLA-25-QT | Persönliche Schutzausrüstung tragen; nicht einatmen |
| N,N,N′,N′-Tetramethyl-O-(1H-benzotriazol-1-yl)uroniumhexafluorophosphat | Gyros Protein Technologies | 26432 | Verursacht Reizungen der Haut, der Augen und der Atemwege; nicht einatmen; unter der Motorhaube oder in gut belüfteten Räumen verwenden |
| 0,4 M N-Methylmorpholin in DMF | Gyros Protein Technologies | PS3-MM-L | leichtentzündlich; Tragen Sie persönliche Schutzausrüstung; Von Hitze fernhalten und den Behälter fest verschlossen halten; Nicht einatmen oder schlucken; Waschen Sie die Haut gründlich nach dem Umgang mit |
| 20% Piperidin in DMF | Gyros Protein Technologies | PS3-PPR-L | Verursacht schwere Augen- und Hautverbrennungen; Entflammbare Flüssigkeit und Dampf; |
| Dichlormethan | Fisher Scientific | D37-4 | Kann Krebs erzeugen; Nicht einatmen; Tragen Sie persönliche Schutzausrüstung; Nur unter der Motorhaube verwenden; bei Kontakt mindestens 15 Minuten lang mit Wasser aufgehen und ärztliche Hilfe einholen |
| Acetonitril | Fisher Scientific | A998-4 | Entzündlich; reizend für die Augen; Verwenden Sie persönliche Schutzausrüstung; Nur unter einem Abzug verwenden; von offener Flamme oder heißer Oberfläche fernhalten; Bei Kontakt mindestens 15 Minuten lang mit Wasser spülen und einen Arzt aufsuchen |
| Trifluoressigsäure | Fisher Scientific | A116-50 | Verursacht schwere Verbrennungen; nicht einatmen; schädlich für Wasserorganismen; persönliche Schutzausrüstung verwenden; nur unter Abzug verwenden; bei Berührung mindestens 15 Minuten mit Wasser spülen und sofort ärztliche Hilfe einsuchen |
| 4% Uranylacetat | Elektronenmikroskopie | Sciences 22400-4 | Nicht einatmen; gesundheitsschädlich für Wasserorganismen |
| 4-(2-Hydroxyethyl)piperazin-1-ethansulfonsäure | Acros Organics | AC172571000 | Nicht einatmen; im Freien oder in gut belüfteten Räumen |
| verwenden Stickstoffgas | TechAir | Inhalt unter Druck, kann bei Erhitzung explodieren | |
| 3-Brom-2-(brommethyl)propionsäure | Alfa Aesar AAA1963014 | Nicht einatmen; Reizt Haut und Augen; ätzend | |
| Natriumhydroxid | Fisher Scientific | S318-100 | Persönliche Schutzausrüstung verwenden; nur unter dem Abzug verwenden; bei Kontakt den Bereich mindestens 15 Minuten lang spülen und einen Arzt aufsuchen |
| Kaliumthioacetat | Acros Organics | AC221300250 | Verursacht Haut- und Augenreizungen; nicht einatmen; persönliche Schutzausrüstung |
| verwenden Schwefelsäure | Fisher Scientific | SA213 | Verursacht Verbrennungen; von Wasser fernhalten; von brennbarem Material fernhalten; Nicht einatmen; persönliche Schutzausrüstung zu verwenden; bei Kontakt den Bereich mindestens 15 Minuten lang ausspülen und einen Arzt aufsuchen |
| chloroform-d | Acros Organics AC320690075 | mögliche Krebsgefahr; Reizung von Haut und Augen; nicht einatmen; Verwenden Sie persönliche Schutzausrüstung; Nur unter Abzug verwenden; Bei Kontakt den Bereich mindestens 15 Minuten lang ausspülen und einen Arzt aufsuchen | |
| Chloroform | Fisher Scientific | C298-4 | Mögliche Krebsgefahr; reizt Haut und Augen; nicht einatmen; Verwenden Sie persönliche Schutzausrüstung; Nur unter Abzug verwenden; Bei Kontakt den Bereich mindestens 15 Minuten lang ausspülen und ärztlichen Arzt aufsuchen |
| N,N-Diisopropylethylamin | Acros Organics | AC367841000 | Leicht entzündlich; schädlich für Wasserorganismen; persönliche Schutzausrüstung tragen; |
| Ammoniumhydroxid | Fisher Scientific | A669S-500 | Ätzend; Methanol nicht einatmen |
| Fisher Scientific | A452-4 | Entzündbare Flüssigkeit und Dämpfe; persönliche Schutzausrüstung zu verwenden; Nicht einatmen; Bei Kontakt den Bereich mindestens 15 Minuten lang ausspülen und einen Arzt aufsuchen | |
| Triisopropylsilan | Sigma Aldrich | 233781 | entzündlich; persönliche Schutzausrüstung verwenden; Behälter fest verschlossen halten |
| Diethylether | Fisher Scientific | E138-1 | Extrem entzündlich; Reizt Haut und Augen; Verwenden Sie persönliche Schutzausrüstung |
| 2,5-Dihydroxybenzoesäure | Sigma Aldrich | 39319-10x10MG-F | einatmen; reizt Haut und Augen |
| Alpha-Cyano-4-hydroxyzimtsäure Alfa | Aesar | AAJ67635EXK | |
| c18 zip-tip | Millipore | ZTC18S096 | |
| Tris(2-carboxyethyl)-phospinhydrochlorid | Thermo Scientific | PI20490 | |
| Kieselgel 60 F254 beschichtete DC-Platten mit Aluminiumrücken | EMD Millipore | 1.05549.0001 | |
| Dünnwandige Präzisions-NMR-Röhren | Bel-Art | 663000585 | 5mm AD |
| Norm-Ject-Vollkunststoffspritzen | Air Tite | AL10 | |
| Einwegnadel | BD PrecisionGlide | BD 305185 | gebrauchte Nadeln werden in einem Abfallbehälter für scharfe Gegenstände entsorgt |
| Einweg-Frittenspritze | Torviq | SF1000LL | 10 ml Frittenspritzen wurden in dem Bericht verwendet, aber größere Spritzen sind verfügbar, wenn sie für eine Synthese in größerem Maßstab benötigt werden. |
| Carbon-Gitter | Ted Pella, Inc. | CF200-CU | Stellen Sie sicher, dass Sie Proben und Färbungen auf der Seite des Kohlenstoffgitters vorbereiten, nicht auf der glänzenden Kupferseite des Gitters |
| selbstschließende Pinzette | Elektronenmikroskopie Sciences | 78318-3X | sehr scharfe Spitzen, Länge: 120 mm |
| 0,1 mm kurze Weglänge Zelle | Starna Cells, Inc. | 20/C-Q-0.1 | Zerbrechliche |
| 10-ml-Gefäßkappen | CEM | 909210 | |
| 10-ml-Druckbehälter | CEM | 908035 | |
| Aeris Semi-Prep HPLC-Säule | Phenomenex | 00F-4632-N0 | 150 x 10 mm |
| Küvettenhalter | Starna Cells, Inc. | CH-2049 | Benötigt bei Verwendung von Zellen mit kurzer Weglänge |
| PS3-Peptidsynthesizer | Gyros Protein Technologies | ||
| DiscoverSP Mikrowellenreaktor | |||
| HERMLE | Z 206 A | verwendet einen festen 6x50 mL Rotor | |
| HPLC | Shimadzu | UV-Detektor | |
| Kernspinresonanzspektrometer | Avance, Bruker | 300 MHz | |
| MALDI-TOF-Massenspektrometer | , Axima Confidence, Shimadzu-Gefriertrockner | ||
| Millrock Technology | BT85A | ||
| Fourier-Transform-Infrarotspektrometer | , Alpha-Tensor, Bruker-Transmissionselektronenmikroskop | ||
| Tecnai Spirit, FEI | Verwendet mit Gatan Orius, Faseroptische CCD-Digitalkamera. Abgerufen am CSCU Center for Nanotechnology | ||
| Circular Dichroism Spectropolarimeter | J-810, JASCO | Wird mit einem Peltier-Temperaturregler mit sechs Zellen verwendet. Abgerufen an der Wesleyan University. |
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