Articolo metodologico

Costruzione di peptidi ciclici utilizzando un centro di solfonio on-tether

DOI:

10.3791/64289

⸱

28 settembre 2022

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Pingshan Translational Medicine Center, Shenzhen Bay Laboratory, 2Key Laboratory of Chemical Genomics, School of Chemical Biology and Biotechnology, Peking University Shenzhen Graduate School, 3Department of Radiation Oncology, the First Affiliated Hospital, Anhui Medical University

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

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Questo protocollo presenta la sintesi di peptidi ciclici tramite bisalchilazione tra cisteina e metionina e la facile reazione tiolo-yne innescata dal centro del propargil sulfinfo.

Abstract

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Negli ultimi anni, i peptidi ciclici hanno attirato una crescente attenzione nel campo della scoperta di farmaci grazie alle loro eccellenti attività biologiche e, di conseguenza, sono ora utilizzati clinicamente. È quindi fondamentale cercare strategie efficaci per sintetizzare peptidi ciclici per promuovere la loro applicazione nel campo della scoperta di farmaci. Questo articolo riporta un protocollo dettagliato per la sintesi efficiente di peptidi ciclici utilizzando bisalchilazione on-resina o intramolecolare (intermolecolare). Utilizzando questo protocollo, i peptidi lineari sono stati sintetizzati sfruttando la sintesi di peptidi in fase solida con cisteina (Cys) e metionina (Met) accoppiati simultaneamente sulla resina. Inoltre, i peptidi ciclici sono stati sintetizzati tramite bisalchilazione tra Met e Cys utilizzando un cavo sintonizzabile e un centro di solfonio on-tether. L'intero percorso sintetico può essere suddiviso in tre processi principali: la deprotezione di Cys sulla resina, l'accoppiamento del linker e la ciclizzazione tra Cys e Met in una soluzione di scissione dell'acido trifluoroacetico (TFA). Inoltre, ispirato dalla reattività del centro del sulfonio, un gruppo propargilico è stato attaccato al Met per innescare l'aggiunta di tiolo-yne e formare un peptide ciclico. Successivamente, i peptidi grezzi sono stati essiccati e sciolti in acetonitrile, separati e quindi purificati mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC). Il peso molecolare del peptide ciclico è stato confermato dalla cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS) e la stabilità della combinazione di peptidi ciclici con il riducente è stata ulteriormente confermata utilizzando HPLC. Inoltre, lo spostamento chimico nel peptide ciclico è stato analizzato da spettri di risonanza magnetica nucleare1 H (1H NMR). Nel complesso, questo protocollo mirava a stabilire una strategia efficace per sintetizzare peptidi ciclici.

Introduzione

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Le interazioni proteina-proteina (PPI)1 svolgono un ruolo fondamentale nella ricerca e nello sviluppo di farmaci. La costruzione di peptidi stabilizzati con una conformazione fissa con mezzi chimici è uno dei metodi più importanti per lo sviluppo di motivi mimetici di PPI2. Ad oggi, diversi peptidi ciclici che prendono di mira i PPI sono stati sviluppati per uso clinico3. La maggior parte dei peptidi sono vincolati a una conformazione a α-elica per diminuire l'entropia conformazionale e migliorare la stabilità metabolica, l'affinità di legame del bersaglio e la permeabilità cellulare

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Protocollo

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1. Preparazione dell'attrezzatura

ATTENZIONE: Morfolina, N, N-dimetilformammide (DMF), diclorometano (DCM), N, N-diisopropiletilammina (DIPEA), TFA, morfolina, piperidina, etere etilico e metanolo sono tossici, volatili e corrosivi. Questi reagenti possono danneggiare il corpo umano attraverso l'inalazione, l'ingestione o il contatto con la pelle. Per tutti gli esperimenti chimici, utilizzare dispositivi di protezione, inclusi guanti monouso, cappotti sperimentali e occhiali protettivi.

  1. Costruire tutti i substrati peptidici sulla resina Rink-amide 4-metilbenzidrilammina (MBHA) mediante sintesi peptidica in fase so....

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Risultati

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Tutti i peptidi lineari sono stati sintetizzati su resina Rink-amide MBHA mediante sintesi manuale standard Fmoc in fase solida. Un esapeptide ciclico modello (Ac (ciclo-I)-WMAAAC-NH2) è stato costruito come descritto nella Figura 5A. In particolare, un nuovo centro chirale on-tether è stato generato dall'alchilazione di Met, con i due epimeri del peptide ciclico (Ia, Ib) confermati dall'HPLC in fase inversa. Inoltre, la conversione e il rapporto degli epimeri sono stati determina.......

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Discussione

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L'approccio sintetico descritto in questo articolo fornisce un metodo per sintetizzare peptidi ciclici utilizzando Cys e Met nella sequenza peptidica, in cui i peptidi lineari di base sono costruiti con tecniche comuni di sintesi peptidica in fase solida. Per la bisalchilazione di peptidi ciclici tra Cys e Met, l'intera via sintetica può essere suddivisa in tre processi principali: la deprotezione di Cys sulla resina, l'accoppiamento del linker e la ciclizzazione tra Cys e Met in una soluzione di scissione dell'acido tri.......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Riconosciamo il sostegno finanziario del National Key R&D Program of China (2021YFC2103900); le sovvenzioni della Natural Science Foundation of China (21778009 e 21977010); la Fondazione per le scienze naturali della provincia del Guangdong (2022A1515010996 e 2020A1515010521): il Comitato per l'innovazione scientifica e tecnologica di Shenzhen (RCJC20200714114433053, JCYJ201805081522131455 e JCYJ20200109140406047); e la sovvenzione Shenzhen-Hong Kong Institute of Brain Science-Shenzhen Fundamental Research Institutions (2019SHIBS0004). Gli autori riconoscono il supporto della rivista Chemical Science , The Royal Society of Chemistry per il riferimento 30 e

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
1,3-bis(bromometil)-benzeneEnergiaD0215
Acido 1,3-dimetilbarbituricoEnergia A46873
1H NMR e HSQCBruker  AVANCE-III 400
1-idrossibenzotriazolo idratoEnergiaE020543
2-(7-azabenzotriazol-1-il)-N,N,N',N'-tetrametiluronio esafluorofosfato (HATU)EnergiaA1797
2-mercaptopiridinaEnergiaY31130
Acido 6-amminocaproicoEnergiaA010678
Anidride aceticaEnergiaA01021454
AcetonitrileAldrich9758
Carbonato di ammonioEnergia12980
Diclorometano (DCM)EnergiaW330229
Riscaldamento digitale Raffreddamento Bagno a secco Thermo Scientific88880029
Diisopropiletilamina (DIPEA)EnergiaW320014
Dimetil formammide (DMF)EnergiaB020051
DitiotreitoloEnergiaA10027
Massa di ionizzazione elettrospraySHIMADZU2020  LC-MS2020
Fmoc-Ala-OHNanjing Peptide Biotech LtdR30101
Fmoc-Arg(Pbf)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR30201
Fmoc-Cys(Trt)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR30501
Fmoc-Gln(Trt)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR30601
Fmoc-Glu(OtBu)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR30701
Fmoc-His(Boc)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR30902
Fmoc-Ile-OHNanjing Peptide Biotech LtdR31001
Fmoc-Lys(Boc)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR31201
Fmoc-Met-OHNanjing Peptide Biotech LtdR31301
Fmoc-Pro-OHNanjing Peptide Biotech LtdR31501
Fmoc-Ser(tBu)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR31601
Fmoc-Thr(tBu)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR31701
Fmoc-TrP(Boc)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR31801
Fmoc-Tyr(tBu)-OHNanjing Peptide Biotech LtdR31901
Fmoc-Val-OHNanjing Peptide Biotech LtdR32001
energiaW810042acido formico

SHIMADZULC-2030
MetanoloAldrich9758
MorfolinaAldrichM109062
N,N'-DiisopropilcarbodiimmideB010023Energia
NinidrinaEnergiaN7285
Bromuro di propargilEnergiaW320293
Rink Amide MBHA resinaNanjing Peptide Biotech Ltd.
Piastre per la raccolta di campioni per estrazione in fase solida (SPE)  Thermo Scientific60300-403
Tetrakis (trifenilfosfina) palladioEnergyT1350
Rubinetti a tre vieBio-Rad7328107
TriethylamineEnergyB010737
Acido trifluoroacetico (TFA)J& K101398
Triisopropilsilano (TIS)EnergiaT1533
Cromatografia ad alte prestazioni di di Reagente

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Arkin, M. R., Tang, Y. Y., Wells, J. A. Small-molecule inhibitors of protein-protein interactions: Progressing toward the reality. Chemistry Biology. 21 (9), 1102-1114 (2014).
  2. Shi, X. D., et al. Reversible....

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Cyclic Peptide SynthesisOn Tether SulfoniumSolid Phase PeptideBisalkylation CyclizationCysteine Methionine CouplingPeptide CyclizationTrifluoroacetic Acid CleavageHigh Performance Liquid ChromatographyLiquid Chromatography Mass SpectrometryProton NMR Analysis

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