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Articolo metodologico

Sintesi di 1,2-Azaborines e la preparazione dei loro complessi proteici con T4 lisozima Mutants

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DOI:

10.3791/55154

25 marzo 2017

In questo articolo

Sommario

Viene presentato un protocollo per la sintesi di 1,2-azaborine e la preparazione dei loro complessi proteici con mutanti del lisozima T4.

Abstract

Descriviamo una sintesi generale di 1,2-azaborine utilizzando tecniche standard air-free e preparazione di complessi proteici con mutanti del lisozima T4 mediante diffusione del vapore. I composti sensibili all'ossigeno e all'umidità vengono preparati e isolati in atmosfera inerte (N2) utilizzando un collettore di gas sotto vuoto o una scatola a guanti. Come esempio di sintesi dell'azaborina, dimostriamo la sintesi e la purificazione del volatile N-H-B-etil-1,2-azaborina mediante una sequenza in cinque fasi che coinvolge la distillazione e la cromatografia su colonna per l'isolamento dei prodotti. I mutanti del lisozima T4 L99A e L99A/M102Q sono espressi con il ceppo RR1 di Escherichia coli. I protocolli standard per la lisi chimica delle cellule, seguita dalla purificazione mediante colonna a scambio ionico carbossimetilico, consentono di ottenere proteine di purezza sufficientemente elevata per la cristallizzazione. La cristallizzazione delle proteine viene eseguita in varie concentrazioni di precipitante a diversi intervalli di pH utilizzando il metodo di diffusione del vapore a goccia sospesa. La preparazione complessa con le piccole molecole viene effettuata con il metodo della diffusione del vapore in atmosfera inerte. L'analisi della diffrazione a raggi X del complesso cristallino fornisce prove strutturali inequivocabili delle interazioni di legame tra il sito di legame della proteina e le 1,2-azaborine.

Introduzione

Boro-contenenti azoto eterocicli (vale a dire 1,2-azaborines) hanno recentemente attirato notevole attenzione come isosteri di areni. Questo isosteria può portare alla diversificazione dei motivi strutturali esistenti per ampliare lo spazio chimica 2, 3, 4. Azaborines hanno potenziale utilità per l'applicazione nella ricerca biomedica 5, 6, 7, 8, in particolare nel campo della chimica medicinale che i chimici svolgono sintesi ....

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Protocollo

NOTA: Tutte le manipolazioni ossigeno e sensibili all'umidità sono state effettuate in atmosfera inerte (N 2) utilizzando sia tecniche senza aria standard o un vano portaoggetti. THF (tetraidrofurano), Et 2 O (etere etilico), CH 2 Cl 2 (diclorometano), toluene, pentano e sono stati purificati facendo passare attraverso una colonna di allumina neutra sotto argon. Acetonitrile venne essiccata su CaH 2 (idruro di calcio) e distillato sotto atmosfera di azoto prima dell'uso. Pd / C (palladio su carbone) è stata riscaldata sotto vuoto spinto a 100 ° C per 12 h prima dell'uso. gel di silice (230-400 mesh) è....

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Risultati

La via sintetica schema per 1,2-azaborines è mostrato in Figura 1. Questo protocollo si applica alla sintesi di cinque diverse molecole boro contenenti azoto. Figura 2 rappresenta 11 B NMR spettri misurati nel corso del passo 1.3 per monitorare la formazione del prodotto desiderato (3). Purificazione di proteine è stata effettuata utilizzando il sistema di cromatografia a bassa pressione ed un cromatogramma rappresentativo è m.......

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Discussione

Nella prima parte di questo protocollo, abbiamo descritto una sintesi modificata del 1,2-azaborines basate su metodi precedentemente riportati 12, 13. Triallylborane 22 è stato utilizzato come sostituto per le rotte che utilizzano allyltriphenyl stagno o di potassio allyltrifluoroborate per preparare N -allyl- N -TBS- B -allyl cloruro addotto (1). Questo metodo consente un approccio più atomi-ec.......

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Dichiarazioni

Tutti gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti in questo manoscritto.

Ringraziamenti

Questa ricerca è stata supportata dal National Institutes of Health NIGMS (R01-GM094541) e dal Boston College.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Tetraidrofurano (THF), senza inibitori, per HPLC, ≥ 99,9%Sigma Aldrich34865
Etere dietilico (Et2O), per HPLC, ≥ 99,9%, senza inibitoriSigma Aldrich309966
cloruro di metilene  (CH2Cl2), (ACS stabilizzato/certificato)FisherD37-20
TolueneFisherT290-4
Pentano, HPLCFisherP399-4
AcetonitrileFisherA21-4
Idruro di calcio (CaH2), grado reagente, 95%Sigma Aldrich208027Palladio piroforico
su carbone attivo (Pd/C), 10% in peso PdStrem46-1900
1,0 M Soluzione di tricloruro di boro in esanoSigma Aldrich211249altamente tossico/piroforico
, ≥ 99,5%Catalizzatore di generazione Sigma Aldrich471283
Grubbs 1st materiaC823
AcetamideSigma AldrichA0500
n-butanolo, anidro, 99,8%Sigma Aldrich281549
soluzione di etillitio, 0,5  M in benzene/cicloesanoSigma Aldrich561452altamente tossica/piroforica
, 2,0 M in Et2OSigma Aldrich455180
2-metilbutano, anidro, ≥ 99%Sigma Aldrich277258
Escherichia coli, (Migula) Castellani e Chalmers (ATCC® 31343™)ATCC31343
Lisozima T4 WT* (L99A)Addgene18476
T4 lisozima mutante (S38D, L99A, M102Q, N144D)Addgene18477
Ampicillina sale sodicoSigma AldrichA0166
isopropil-beta;-D-1-tiogalattopiranoside (IPTG) InvitrogenAM9464
Fosfato di sodio monobasico anidroFisherBP329
Fosfato di sodio bibasico anidroFisherBP332
Cloruro di sodioFisherS642212 
Acido etilendiamminotetraaceticoFisherBP118
Cloruro di magnesioSigma AldrichM4880Corrosivo
Thermo scientifico pierce DNaseIFisherPI-90083
GE Healthcare  Terreni di scambio cationico a flusso rapido di sefarosioFisher45-002-931
Tris-baseFisherBP152-500 
Aziduro di sodioTCIS0489
2-MercaptoetanoloFisher ICN806443 
Sartorius  Concentratori centrifughi Vivaspin 20Fisher14-558-501
Fosfato di potassio monobasicoSigmaAldrich P5379
2-idrossietildisolfuroSigma Aldrich380474
N-paratone Hampton ResearchHR2-643
4 tubi a membrana per dialisi RC da 12.000 a 14.000 Dalton MWCO Fisher08-667E
  TuboHampton Researcha forma di anello
CryoTongThermo Fisherpinza criogenica
Folagaimmagini della densità elettronica sono generate dal software
Trietilammina Soluzione HCl altamente tossico criogenico CryoLoop Le

Riferimenti

  1. Ducruix, A., Giége, R. Crystallization of Nucleic Acids and Proteins, A Practical Approach. , IRL Press. Oxford, UK, New York. (1992).
  2. Bosdet, M. J. D., Piers, W. E. B-N as a C-C substitute in aromatic systems. Can. J. Chem. 87 (1), 8-29 (2009).
  3. Campbell, P. G., Marwitz, A. J., Liu, S. -Y.

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Ristampe e permessi

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Sintesi della 12 azaborinametodo della diffusione di vaporetecniche in atmosfera inerteglove boxcollettore di gas sottovuotopurificazione delle proteinecristallizzazionediffrazione di raggi XNMR del boro 11