שינויו Functionalization של קבוצת guanidine ידי מבשרי תפורות
April 27th, 2017
פרוטוקול לסינתזה של guanidines-modified אלקיל מבוסס על השימוש המבשר המתאימים הוצג.
המטרה הכוללת של הליך זה היא לספק גישה סינתטית נוחה לפפטידים פונקציונליים של גואנידין. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הכימיה של פפטידי שריר כגון פיתוח ליגנדים של אינטגרין או ליגנדים GPCR. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא בכך שהיא מאפשרת גישה קלה וסינתטית לגואנידינים מתפקדים, התואמים לחלוטין ל- SPPS.
הטכנולוגיה תהיה בעלת ערך במיוחד עבור מולקולות מישוש מכיוון שהקבוצות הפונקציונליות, שעברו שינוי, הן בדרך כלל ביומולקולות מתדרדרות. במקרה שלנו, אנו שואפים למולקולות שניתן להשתמש בהן בהדמיה מולקולרית fpr של תכונות ייחודיות של סרטן בודד ולטיפול הספציפי בהן; נושא חשוב לרפואה מותאמת אישית. כדי להתחיל בהליך הספציפי הזה, הוסף גרם אחד של בוק-פיראזול קרבוקסמידין וגרם אחד של PPh3 לבקבוק עם תחתית עגולה של 50 מיליליטר.
לאחר מכן, הוסף 10 מיליליטר THF מיובש לבקבוק עם תחתית עגולה של 50 מיליליטר באווירה אינרטית באמצעות מחיצת גומי. בעזרת מזרק מוסיפים 194 מיקרוליטר מתנול יבש. מערבבים את התמיסה בטמפרטורת החדר.
בעזרת מזרק מוסיפים תמיסה מוכנה של דיסופרופיל אזודיקרבוקסילט ב-THF טיפה במשך 15 דקות. לאחר מכן, תנו לתמיסה לערבב במשך שעתיים בטמפרטורת החדר. בעזרת מאייד סיבובי, הסר את הממס בלחץ מופחת.
לאחר מכן, ממיסים את המוצר הגולמי במיליליטר אחד של DCM. לאחר מכן, תן עמוד הבזק עם 100 גרם סיליקה, ב -10% אתיל אצטט בתמיסת פנטן. טען את המוצר הגולמי המומס על העמודה והוסף את הממס בלחץ.
אסוף, זהה ושלב את השברים כמתואר בפרוטוקול הטקסט. לאחר מכן, בעזרת מאייד סיבובי, מאדים את הממס בלחץ מופחת כדי לקבל את התרכובת הרצויה כשמן צהוב וצמיג. ראשית, הוסף גרם אחד של בוק-פיראזול קרבוקסמידין, גרם אחד של PPH3 ו-0.9 גרם של Dde-6-Aminohexanol לבקבוק עם תחתית עגולה של 50 מיליליטר.
לאחר מכן, הוסף 10 מיליליטר THF יבש באווירה אינרטית באמצעות מחיצת גומי. לאחר מכן, ממיסים את חומרי המוצא בטמפרטורת החדר. בעזרת מזרק מוסיפים תמיסה מוכנה של דיסופרופיל אזודיקרבוקסילט ב-THF טיפה במשך 15 דקות.
מערבבים את התמיסה במשך שעתיים בטמפרטורת החדר. לאחר מכן, השתמש במאייד סיבובי כדי להסיר את הממס בלחץ מופחת. ממיסים את המוצר הגולמי ב-1 מיליליטר של DCM.
לאחר מכן, טען עמוד הבזק עם 100 גרם סיליקה בתמיסה של שניים לאחד של פנטן ואתיל אצטט. טען את המוצר הגולמי המומס על העמודה והוסף את הממס בלחץ. אסוף, זהה ושלב את השברים כמתואר בפרוטוקול הטקסט.
בעזרת מאייד סיבובי מאדים את הממס בלחץ מופחת כדי להשיג את המוצר הרצוי. כדי להתחיל, ממיסים 1.4 גרם של S-methylisothiourea ו-2.2 גרם של boc-anhydride בתמיסה דו-פאזית מערבבת במרץ של DCM ונתרן ביקרבונט מימי רווי. תנו לתערובת לערבב במשך 24 שעות בטמפרטורת החדר.
לאחר מכן, שפכו את התערובת למשפך מפריד. הפרד את השכבות וחלץ את השלב המימי שלוש פעמים עם DCM. לאחר מכן, שלב את השלבים האורגניים.
יבש את השלבים האורגניים המשולבים עם נתרן גופרתי. לאחר הסרת הממס באמצעות מאייד סיבובי, ממיסים את המוצר הגולמי ב -2 מיליליטר הקסאן. טען עמוד הבזק עם 100 גרם סיליקה בתמיסה של ארבעה לאחד של הקסאן ואתיל אצטט.
לאחר מכן, טען את המוצר הגולמי המומס על העמוד והוסף את הממס בלחץ. לאחר איסוף וזיהוי השברים, שלב את השברים הרצויים. בעזרת מאייד סיבובי מאדים את הממס בלחץ מופחת לקבלת 1.1 גרם Boc-S-methylisothiourea.
ממיסים 250 מיליגרם של Boc-S-methylisothiourea שנאסף ב-10 מיליליטר DMF מיובש בבקבוק עם תחתית עגולה של 50 מיליליטר באטמוספירה אינרטית בטמפרטורת החדר. השתמש במזרק כדי להוסיף 440 מיקרוליטר של DIPEA. בעזרת מזרק מוסיפים 245 מיקרוליטר אנהידריד אצטי תוך כדי ערבוב.
תנו לתערובת לערבב במשך שעה בטמפרטורת החדר. לאחר מכן, השתמש במזרק כדי להוסיף שני מיליליטר מתנול וערבב במשך 15 דקות. לאחר הסרת הממס בלחץ מופחת, באמצעות מאייד סיבובי, ממיסים את המוצר הגולמי במיליליטר אחד של DCM.
טען עמוד פלאש עם 60 גרם סיליקה בתמיסה של שלושה לאחד של הקסאן ואתיל אצטט. לאחר מכן, טען את המוצר הגולמי המומס והוסף את הממס בלחץ. אסוף, זהה ושלב את השברים כמתואר בפרוטוקול הטקסט.
בעזרת מאייד סיבובי מאדים את הממס בלחץ מופחת לקבלת 210 מיליגרם מהמוצר הרצוי כמוצק לבן. כדי להתחיל, ממיסים כמות קטנה של הפפטיד המחזורי המוגן אורתוגונלית בנפח קטן של DMF. הוסף שתי שוות ערך ל- DIPEA.
ושני מקבילים של מבשר הגואנידינילציה. לאחר מכן, תנו לתמיסה לערבב במשך שעתיים בטמפרטורת החדר. לאחר השלמת התגובה, הסר את הממס.
להמיס מחדש את הפפטיד המחזורי הגואנידיניל באצטיל ניטריל ולבצע טיהור HPLC חצי מכין כמתואר בפרוטוקול הטקסט. לאחר מכן, בבקבוק זכוכית קטן, הוסיפו למוצר המטוהר תמיסה מוכנה של חומצה טריפלואורואצטית, מים וטריאיזופרופילסילן. מערבבים את התערובת הזו במשך שעה בטמפרטורת החדר, ואז מתבוננים בהגנה המלאה באמצעות ESIMS.
הוסף 10 מיליליטר אתר קר כקרח לצינור צנטריפוגה של 50 מיליליטר. בעזרת פיפטה של פסטר, הוסף את הפפטיד המוגן טיפה לאתר. צנטריפוגה את המתלה ב 5, 000 פעמים גרם למשך חמש דקות.
לאחר מכן, שטפו את הגלולה באתר קר כקרח. בצנטריפוגה ב 5, 000 פעמים גרם למשך חמש דקות. חזור על הכביסה והצנטריפוגה הזו פעם נוספת.
לאחר מכן, ממיסים את המוצר ב-2 מיליליטר מים בדרגת HBLC ומטהרים את המוצר באמצעות HPLC חצי מכין כמתואר בפרוטוקול הטקסט. במחקר זה מוצגת שיטה קלה לשינוי קבוצת הגואנידין בגליגינים פפטידיים. התקדמות התגובות מנוטרת באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בלחץ גבוה.
עבור שאריות גדולות יותר בקבוצת הגונידין, שעתיים לרוב אינן מספיקות כדי שהתגובה תגיע להשלמתה. לפיכך, התגובה נמשכת והתרכובות מטוהרות על ידי HPLC חצי מכין. לאחר מכן מדוללת כמות קטנה עם DMSO כדי לקבל תמיסת גזע להערכה ביולוגית בבדיקת קשירת פאזה מוצקה al-ee-so-like.
כל התרכובות שנותחו מראות זיקה גבוהה יחסית של תת-הסוג האינטגרנטי אלפא v בטא שלוש, וסלקטיביות גבוהה כנגד תת-הסוג האינטגרנטי אלפא חמש בטא אחת. הרעיון לשיטה זו עלה לנו לראשונה כאשר חיפשנו שיטה סטנדרטית לגואנידינילציה במהלך SPPS. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להכין מבשרי גואנידינילציה בהתאמה אישית, על מנת לשנות או לתפקד את קבוצת הגואנידין של פפטיד היעד שלך.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה כללית
מאמר זה מציג פרוטוקול לסינתזה של גואנידינים שעברו שינוי אלקיל, המאפשר יצירת פפטידים עם פונקציונליזציה של גואנידין. השיטה רלוונטית במיוחד להתקדמות המחקר בכימיה של פפטידים בשרירים ורפואה מותאמת אישית.
מרכיבי מחקר עיקריים
תחום המדע
- מדעי המוח
- ביוכימיה
- כימיה תרופתית
רקע
- גואנידינים חשובים בפיתוח ליגנדים של אינטגרינים ו-GPCR.
- שיטת הסינתזה תואמת סינתזה של פפטידים בשלב מוצק (SPPS).
- גואנידינים פונקציונליים יכולים לשמש לדימות מולקולרי וטיפול בסרטן.
- רפואה מותאמת אישית נהנית מאסטרטגיות טיפוליות ממוקדות.
מטרת המחקר
- לספק דרך סינתטית נוחה לפפטידים עם פונקציונליזציה של גואנידין.
- לטפל בשאלות מרכזיות בכימיה של פפטידים בשרירים.
- לפתח מולקולות לדימות טיפול בסרטן.
שיטות ששימשו
- שילוב של boc-pyrazol carboxamaidine ו-PPh3 בבקבוק עם תחתית עגולה.
- שימוש בטכניקות סינתזה של פפטידים בשלב מוצק.
- שימוש בשיטות של כימיה סינתטית לפונקציונליזציה.
- בדיקת התרכובות שסונתזו לפעילות ביולוגית.
תוצאות עיקריות
- סינתזה מוצלחת של גואנידינים שעברו שינוי אלקיל.
- הוכחת תאימות עם SPPS.
- יישומים פוטנציאליים בטיפול ובדימות של סרטן.
- מתן כלי חדש לחוקרים בכימיה של פפטידים.
מסקנות
- הפרוטוקול מציע שיטה חשובה לסינתזה של גואנידינים פונקציונליים.
- היא משפרת את היכולת לפתח טיפולים ממוקדים ברפואה מותאמת אישית.
- גישה זו יכולה להשפיע משמעותית על המחקר בכימיה של פפטידים בשרירים.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Efficient modification and functionalization of the guanidine group in peptidic ligands addresses a critical need for precise pharmacophore engineering in early drug discovery. This capability enables selective modulation of integrin subtypes, supporting target validation and mechanistic de-risking in peptide-based therapeutic pipelines. The approach is directly compatible with solid-phase peptide synthesis, facilitating integration into established medicinal chemistry workflows.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables systematic interrogation of guanidine group modifications for functional target validation.
- Supports mechanistic de-risking by allowing selective integrin subtype modulation.
- Facilitates hypothesis-driven design of ligands for integrin and GPCR targets.
Screening & Assay Development
- Provides access to structurally diverse, functionalized peptides for assay development.
- Ensures compatibility with SPPS, supporting reproducible and scalable synthesis.
- Delivers validated ligands for quantitative binding assays and selectivity profiling.
Translational & Preclinical Research
- Enables generation of ligands for molecular imaging and disease-relevant system studies.
- Supports translational continuity by producing peptides suitable for biological evaluation in solid-phase binding assays.
- Aligns with personalized medicine initiatives by enabling selective targeting of cancer subtypes.
Pipeline & Workflow Integration
This synthetic strategy positions guanidine group modification at the interface of early discovery and lead identification, streamlining the transition from target validation to preclinical evaluation.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing and pathway clarification through selective ligand design.
- Screening: Delivers assay-ready, functionalized peptides with reproducible synthetic access.
- Analytics: Supports quantitative measurement of ligand binding and selectivity using established analytical platforms.
- Translational Research: Provides ligands for disease-relevant imaging and functional studies when supported by biological assays.
- Enterprise Reuse: Offers a modular, reusable synthetic capability for diverse peptide-based R&D programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in ligand-target interactions and reduces mechanistic ambiguity.
- Operational Value: Standardizes functionalization workflows and ensures compatibility with high-throughput synthesis.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and capital efficiency by enabling rapid ligand optimization.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of peptide therapeutics and imaging agents.
Implementation Considerations
- Requires expertise in peptide chemistry and solid-phase synthesis techniques.
- Demands access to analytical infrastructure for HPLC and mass spectrometry validation.
- Benefits from cross-team standardization of precursor synthesis and purification protocols.
- Adaptable to various peptide scaffolds with orthogonally protected amines.
- Reaction times may require optimization for larger guanidine substituents, as supported by HPLC monitoring.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
0:59
Synthesis of the Guanidinylation Precursors: Methylated Species
2:30
Synthesis of the Guanidinylation Precursors: Hexylamine-modified Species
3:55
Synthesis of the Guanidinylation Precursors: Acylated Species
6:31
Guanidinylation and Deprotection in Solution
8:14
Results: Synthesis of Alkyl-modified Guanidines
9:11
Conclusion
