Un protocollo è descritto per la sintesi manuale di oligo-peptoids seguita da analisi di sequenza mediante spettrometria di massa.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
Un protocollo è descritto per la sintesi manuale di oligo-peptoids seguita da analisi di sequenza mediante spettrometria di massa.
Peptoids sono sequenza controllata oligomeri che imita il peptide che consiste in unità di glicina N-alchilati. Tra le molte applicazioni potenziali, peptoids sono stato pensato come un tipo di archiviazione di informazioni molecolari. Analisi di spettrometria di massa sono stato considerato il metodo di scelta per peptoids di sequenziamento. Peptoids possono essere sintetizzati tramite chimica in fase solida utilizzando un ciclo di reazione ripetuta in due fasi. Qui presentiamo un metodo per sintetizzare manualmente oligo-peptoids e per analizzare la sequenza della peptoids utilizzando tecniche di spettrometria di massa (MS/MS) tandem. L'esempio peptoid è un nonamer composto alternando glicina di N (2-methyloxyethyl) (Nme) e glicina di N (2-phenylethyl) (Npe), come pure una N-(2-amminoetil) glicina (Nae) al N-terminale. La formula di sequenza del peptoid è Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, dove Ac è il gruppo acetile. La sintesi avviene in un recipiente di reazione di fase solida disponibile in commercio. La resina di ammide pista è utilizzato come supporto solido per produrre il peptoid con un gruppo di ammide al C-terminale. Il prodotto peptoid risultante è sottoposto ad analisi di sequenza utilizzando uno spettrometro di massa quadrupole triplice accoppiato ad una sorgente di ionizzazione electrospray. La misurazione di MS/MS produce uno spettro di ioni frammento derivanti dalla dissociazione della carica peptoid. Gli ioni frammento vengono ordinati in base ai valori del loro rapporto massa / carica (m/z). I valori m/z degli ioni frammento vengono confrontati con le masse nominali degli ioni frammento teoricamente prevista, secondo lo schema di peptoid frammentazione. L'analisi genera un pattern di frammentazione della carica peptoid. Il modello di frammentazione è correlato alla sequenza di monomero della peptoid neutro. A questo proposito, analisi MS legge le informazioni di sequenza della peptoids.
Peptoids sono una classe di polimeri sequenza controllata con strutture di spina dorsale che imita la struttura dei peptidi. Peptoids possono essere sintetizzati da diverse ammine, che permette di peptoids ad esporre proprietà altamente sintonizzabile1,2. Peptoids sono stati utilizzati come modelli molecolari per la ricerca biofisica, considerati come agenti terapeutici e progettato come leganti per proteine3,4,5,6. Peptoids sono stati sviluppati in una varietà di composti biologicamente attivi, quali materiali anti-incrostazione e anticorpo-mimetici, agenti antimicrobici e degli enzimi inibitori7,8,9. Con una natura altamente ordinata e sintonizzabile, peptoids hanno anche stato pensato come un tipo di informazioni molecolari deposito10. La scoperta di queste chiamate di diverse applicazioni per lo sviluppo di efficienti metodi analitici per caratterizzare la sequenza e la struttura di peptoids. Tecniche basate sulla spettrometria di massa tandem hanno indicato la promessa come il metodo di scelta per analizzare le proprietà di sequenza di sequenza controllata polimeri, tra cui peptoids11,12,13, 14,15. Tuttavia, gli studi sistematici correlando i pattern di frammentazione di ioni peptoid derivanti da studi di spettrometria di massa e le informazioni strutturali di peptoids sono molto limitati.
Peptoids possono essere facilmente sintetizzati utilizzando un metodo di fase solida. Il metodo ben sviluppato coinvolge un'iterazione di un ciclo di16,di due fasi monomero aggiunta17. In ogni ciclo di aggiunta, un'ammina associato a resina è acetilata da un acido di aloacetici (in genere acido bromoacetico, BMA), e questa è seguita da una reazione di spostamento con un'ammina primaria. Anche se i protocolli di sintesi automatizzata sono stati applicati ordinariamente per la sintesi di peptoid, peptoids possono essere sintetizzati manualmente con ottimi rendimenti in un standard chimica laboratorio16,18,19, 20.
Il nostro laboratorio ha adottato il metodo della sintesi di peptoid manuale e semplificato la strumentazione utilizzata per i metodi esistenti. In precedenza abbiamo studiato i modelli di frammentazione di una serie di peptoids utilizzando tecniche di MS/MS21,22,23. I nostri risultati indicano che peptoids producono caratteristici frammentazioni quando essi sono sottoposti alla dissociazione indotta da collisione (CID)21,23 o cattura elettronica esperimenti22 dissociazione (ECD). In questo articolo, dimostriamo come oligo-peptoids può essere sintetizzato in un laboratorio di chimica standard, come eseguire gli esperimenti di CID utilizzando uno spettrometro di massa triplo quadrupolo e come analizzare i dati spettrali. Il peptoid essere sintetizzato e caratterizzato è un nonamer con acetilazione del N-terminale e C-terminale amidazione, Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2. La struttura del peptoid è illustrata nella Figura 1.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
1. sintesi di Peptoid
Nota: La sintesi inizia con la resina di attivazione gonfiore la resina e rimuovendo il gruppo di protezione. Questa è seguita da una crescente della catena di peptoid sulla resina attraverso ripetuti cicli di aggiunta del monomero. Il primo monomero accoppiato alla resina è il residuo del C-terminale. Il peptoid è allungata da C-terminale a N-terminale. Una volta ottenuta la sequenza desiderata peptoid, la resina viene clivata off e il prodotto peptoid è purificato.
2. Sig. ra misure e analisi di sequenza
Nota: L'esperimento di MS/MS viene effettuata in uno spettrometro di massa quadrupole triplice accoppiato ad una sorgente di ionizzazione (ESI) di electrospray. Raccolta dei dati viene controllata tramite il software di acquisizione dati accompagnato con lo strumento. La procedura generale include 1) effettua l'esperimento di spettrometria di massa di scansione completa e registrare lo spettro di massa, 2) eseguire il CID MS/MS sperimentare e registrazione dello spettro MS/MS e 3) confrontando i dati spettrali di MS/MS con teorica schema di frammentazione predetto in base alla funzionalità strutturale della peptoid.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
La struttura di un peptoid 9-mer con acetilazione del N-terminale, Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, è mostrata nella Figura 1. Il peptoid è stato sintetizzato manualmente in un recipiente di reazione in polipropilene sinterizzato tramite approccio in fase solida. Pista di pattinaggio ammide resina (0,047 mmol, 84 mg con caricamento 0,56 mmol/g) è usata come supporto solido per produrre il peptoid con un poi amidato C-terminus. La catena peptoid è ...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Un peptoid nonamer, Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, è stato sintetizzato utilizzando il protocollo presentato. L'apparecchio per la sintesi coinvolge un vaso di siringa-come reazione di fase solida in polipropilene e un agitatore meccanico. I vasi di reazione sono commercialmente disponibili e a basso costo. Agitatore meccanico è un apparato comune nei laboratori di chimica. Con l'uso di un recipiente di reazione simil-siringa, soluzioni possono essere trascinati e spinto fuori la nave spostando manualmente ...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Gli autori vorrei ringraziare il signor Michael Connolly e Dr. Ronald Zuckermann (The Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory) per l'assistenza tecnica in sintesi peptoid. Riconosciamo il sostegno della National Science Foundation (-1301505). Tutti gli esperimenti di spettrometria di massa sono stati condotti presso l'impianto di spettrometria di massa di chimica presso l'Università del Pacifico.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Spettrometro di massa quadrupolo triplo ESI, Varian 320L | Agilent Technologies Inc. | Lo spettrometro di massa è stato acquisito da Varian, Inc. | |
| Varian MS workstation, Versione 6.9.2, un software per acquisizione e revisione dati | Varian Inc. | Il software fa parte del pacchetto Varian 320L | |
| Shaker da polso Burrell Scientific, Modello 75 DD | Fisher Scientific International Inc. | 14-400-126 | |
| Centrifuga Hermle, Modello Z 206 A | Hermle Labortechnik GmbH | ||
| Recipiente di reazione in fase solida, 10 mL | Torviq | SF-1000 | |
| Cappucci di pressione per recipienti di reazione | Torviq | PC-SF | |
| Filtri a siringa, dimensione pori 0,2 e mu; m | Fisher Scientific Inc. | 03-391-3B | |
| Filtri a siringa, dimensione dei pori 0,45 e mu; m | Fisher Scientific Inc. | 03-391-3A | |
| Rimorchi centrifughe in polipropilene, 50 mL | VWR International, LLC. | 490001-626 | |
| Rimorchi centrifughe in polipropilene, 15 mL | VWR International, LLC. | 490001-620 | |
| ChemBioDraw, Ultra, Versione 12.0 | CambridgeSoft Corporation | CambridgeSoft fa ora parte di PerkinElmer Inc. | |
| Bicchiere in polistirolo, 12 oz | Supermercato Comune | ||
| Resina amide di pista | Chem-Impex International, Inc. | 10619 | |
| Piperidina | Chem-Impex International, Inc. | 02351 | Altamente tossico |
| N, N'-diisopropilcarbodiimide | Chem-Impex International, Inc. | 00110 | Altamente tossico |
| Acido bromoacetico | Chem-Impex International, Inc. | 26843 | Altamente tossico |
| 2-Feniletilamina | VWR International, LLC. | EM8.07334.0250 | |
| 2-Metiossietilamina | Sigma-Aldrich Co. LLC. | 241067 | |
| N-Boc-etilenediamina | VWR International, LLC. | AAAL19947-06 | |
| Anidride acetica | Sigma-Aldrich Co. LLC. | 252845 | |
| N, N-dimetilformamide | VWR International, LLC. | BDH1117-4LG | Ulteriore distillazione prima dell'uso |
| N, N-diisopropiletilamina | Chem-Impex International, Inc. | 00141 | |
| Triisopropilsilano | Chem-Impex International, Inc. | 01966 | |
| Acido trifluoroacetico | Chem-Impex International, Inc. | 00289 | Altamente tossico |
| Sistema accademico di purificazione dell'acqua Millipore MILLI-Q | Millipore Corporation | ZMQP60001 | Per generare acqua di grado HPLC |
| Acqua di grado HPLC | Prodotto da Millipore MILLI-Q® Sistema Accademico di Purificazione dell'Acqua | ||
| Metanolo | Pharmco-Aaper | 339USP/NF | Grado HPLC |
| Acetonitrile | Fisher Scientific International, Inc. | A998-4 | Grado HPLC |
| Etere dietilico | VWR International, LLC. | BDH1121-19L | Ulteriore distillazione prima dell'uso |
| Diclorometano | VWR International, LLC. | BDH1113-19L | Ulteriore distillazione prima dell'uso |
| Gas azoto | Fresno Oxygen/Barnes Supply | NIT 50-C-F | Purezza ultra alta, 99,9995% |
| Gas argon | Fresno Oxygen/Barnes Supply | ARG 50-C-F | Purezza ultra alta, 99,9995% |
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.