La modifica e funzionalizzazione del gruppo Guanidine da precursori su misura
27 aprile 2017
Un protocollo per la sintesi di guanidine alchil-modificato basate sull'uso dei precursori corrispondenti è presentato.
L'obiettivo generale di questa procedura è fornire un comodo accesso sintetico ai peptidi funzionalizzati con guanidina. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della chimica dei peptidi muscolari, come lo sviluppo di ligandi di integrine o ligandi GPCR. Il vantaggio principale di questa tecnica è che consente un facile accesso sintetico alle guanidine funzionalizzate, completamente compatibili con la SPPS.
La tecnologia sarà particolarmente preziosa per le molecole tattili perché i gruppi funzionali, che vengono modificati, sono tipicamente biomolecole in deterioramento. Nel nostro caso, puntiamo a molecole che possano essere utilizzate per l'imaging molecolare di proprietà distinte di singoli tumori e per il loro trattamento specifico; Un tema importante per la medicina personalizzata. Per iniziare questa procedura specifica, aggiungere un grammo di boc-pirazolo carbossamaidina e un grammo di PPh3 a un pallone a fondo tondo da 50 millilitri.
Successivamente, aggiungere 10 millilitri di THF essiccato a un pallone a fondo tondo da 50 millilitri in atmosfera inerte tramite un setto di gomma. Usando una siringa, aggiungere 194 microlitri di metanolo secco. Mescolare la soluzione a temperatura ambiente.
Utilizzando una siringa, aggiungere una soluzione preparata di diisopropil azodicarbossilato in THF goccia per goccia nell'arco di 15 minuti. Quindi, lasciare mescolare la soluzione per due ore a temperatura ambiente. Utilizzando un evaporatore rotante, rimuovere il solvente a pressione ridotta.
Successivamente, sciogliere il prodotto grezzo in un millilitro di DCM. Successivamente, lascia una colonna flash con 100 grammi di silice, in acetato di etile al 10% in una soluzione di pentano. Caricare il prodotto grezzo disciolto sulla colonna e aggiungere il solvente sotto pressione.
Raccogli, identifica e combina le frazioni come indicato nel protocollo di testo. Quindi, utilizzando un evaporatore rotante, evaporare il solvente a pressione ridotta per ottenere il composto desiderato sotto forma di olio viscoso giallo. Innanzitutto, aggiungere un grammo di boc-pirazolo carbossamidina, un grammo di PPH3 e 0,9 grammi di Dde-6-amminoesanolo a un pallone a fondo tondo da 50 millilitri.
Quindi, aggiungere 10 millilitri di THF secco in atmosfera inerte utilizzando un setto di gomma. Successivamente, sciogliere i materiali di partenza a temperatura ambiente. Utilizzando una siringa, aggiungere una soluzione preparata di diisopropil azodicarbossilato in THF goccia per goccia nell'arco di 15 minuti.
Mescolare la soluzione per due ore a temperatura ambiente. Successivamente, utilizzare un evaporatore rotante per rimuovere il solvente a pressione ridotta. Sciogliere il prodotto grezzo in 1 millilitro di DCM.
Quindi, caricare una colonna flash con 100 grammi di silice in una soluzione due a uno di pentano e acetato di etile. Caricare il prodotto grezzo disciolto sulla colonna e aggiungere il solvente sotto pressione. Raccogli, identifica e combina le frazioni come indicato nel protocollo di testo.
Utilizzando un evaporatore rotante, far evaporare il solvente a pressione ridotta per ottenere il prodotto desiderato. Per iniziare, sciogliere 1,4 grammi di S-metilisotiourea e 2,2 grammi di boc-anidride in una soluzione bifasica energicamente agitata di DCM e bicarbonato di sodio acquoso saturo. Lasciate mescolare il composto per 24 ore a temperatura ambiente.
Successivamente, versare il composto in un imbuto separatore. Separare gli strati ed estrarre la fase acquosa tre volte con DCM. Quindi, combina le fasi organiche.
Essiccare le fasi organiche combinate con solfato di sodio. Dopo aver rimosso il solvente utilizzando un evaporatore rotante, sciogliere il prodotto grezzo in 2 millilitri di esano. Caricare una colonna flash con 100 grammi di silice in una soluzione quattro a uno di esano e acetato di etile.
Successivamente, caricare il prodotto grezzo disciolto sulla colonna e aggiungere il solvente sotto pressione. Dopo aver raccolto e identificato le frazioni, unire le frazioni desiderate. Utilizzando un evaporatore rotante, far evaporare il solvente a pressione ridotta per ottenere 1,1 grammi di Boc-S-metilisotiourea.
Sciogliere 250 milligrammi di Boc-S-metilisotiourea raccolto in 10 millilitri di DMF essiccato in un pallone a fondo tondo da 50 millilitri in atmosfera inerte a temperatura ambiente. Utilizzare una siringa per aggiungere 440 microlitri di DIPEA. Utilizzando una siringa, aggiungere 245 microlitri di anidride acetica goccia a goccia, mescolando.
Lasciate mescolare il composto per un'ora a temperatura ambiente. Quindi, utilizzare una siringa per aggiungere due millilitri di metanolo e mescolare per 15 minuti. Dopo aver rimosso il solvente a pressione ridotta, utilizzando un evaporatore rotante, sciogliere il prodotto grezzo in un millilitro di DCM.
Caricare una colonna flash con 60 grammi di silice in una soluzione tre a uno di esano e acetato di etile. Successivamente, caricare il prodotto grezzo disciolto e aggiungere il solvente sotto pressione. Raccogli, identifica e combina le frazioni come indicato nel protocollo di testo.
Utilizzando un evaporatore rotante, far evaporare il solvente a pressione ridotta per ottenere 210 milligrammi del prodotto desiderato sotto forma di solido bianco. Per iniziare, sciogliere una piccola quantità di peptide ciclico ortogonalmente deprotetto in un piccolo volume di DMF. Aggiungi due equivalenti di DIPEA.
E due equivalenti del precursore della guanidinilazione. Quindi, lasciare mescolare la soluzione per due ore a temperatura ambiente. Una volta completata la reazione, rimuovere il solvente.
Risciogliere il peptide ciclico guanidinilato in acetil nitrile ed eseguire la purificazione HPLC semi-preparativa come indicato nel protocollo di testo. Successivamente, in una piccola fiala di vetro, aggiungere al prodotto purificato una soluzione preparata di acido trifluoroacetico, acqua e triisopropilsilano. Mescolare questa miscela per un'ora a temperatura ambiente, quindi osservare la completa deprotezione con ESIMS.
Aggiungere 10 millilitri di etere ghiacciato a una provetta da centrifuga da 50 millilitri. Utilizzando una pipetta Pasteur, aggiungere il peptide deprotetto goccia a goccia all'etere. Centrifugare la sospensione a 5.000 volte g per cinque minuti.
Successivamente, lavare il pellet con etere ghiacciato. In centrifuga a 5, 000 volte g per cinque minuti. Ripetere ancora una volta il lavaggio e la centrifugazione.
Quindi, sciogliere il prodotto in 2 millilitri di acqua di grado HBLC e purificare il prodotto utilizzando HPLC semi-preparativo come indicato nel protocollo di testo. In questo studio, viene presentato un metodo semplice per la modifica del gruppo guanidina nei gligini peptidici. L'andamento delle reazioni viene monitorato mediante cromatografia liquida ad alta pressione.
Per residui più grandi sul gruppo guanidina, due ore spesso non sono sufficienti perché la reazione raggiunga il completamento. Pertanto, la reazione viene continuata e i composti vengono purificati mediante HPLC semi-preparativa. Una piccola quantità viene quindi diluita con DMSO per ottenere una soluzione staminale per la valutazione biologica in un saggio di legame in fase solida simile a quello di al-ee-so.
Tutti i composti analizzati mostrano un'affinità relativamente alta del sottotipo integrante alfa v beta tre, e un'elevata selettività nei confronti del sottotipo integrante alfa cinque beta uno. Abbiamo avuto l'idea di questo metodo per la prima volta quando stavamo cercando un metodo standard per la guanidinilazione durante la SPPS. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come preparare precursori di guanidinilazione su misura, al fine di modificare o funzionalizzare il gruppo guanidina del tuo peptide target.
Visualizza la trascrizione completa e accedi a migliaia di video scientifici
Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo per la sintesi di guanidine modificate alchilicamente, facilitando la creazione di peptidi funzionalizzati con guanidine. Il metodo è particolarmente rilevante per far progredire la ricerca nella chimica dei peptidi muscolari e nella medicina personalizzata.
Componenti chiave dello studio
Area della scienza
- Neuroscienze
- Biochimica
- Chimica medicinale
Sfondo
- Le guanidine sono importanti nello sviluppo di ligandi per integrine e GPCR.
- Il metodo di sintesi è compatibile con la sintesi di peptidi in fase solida (SPPS).
- Le guanidine funzionalizzate possono essere utilizzate per l'imaging molecolare e il trattamento del cancro.
- La medicina personalizzata beneficia di strategie terapeutiche mirate.
Obiettivo dello studio
- Fornire una via sintetica conveniente per i peptidi funzionalizzati con guanidine.
- Affrontare domande chiave nella chimica dei peptidi muscolari.
- Sviluppare molecole per l'imaging e il trattamento del cancro.
Metodi utilizzati
- Combinazione di boc-pyrazol carboxamaidine e PPh3 in un pallone a fondo rotondo.
- Utilizzo di tecniche di sintesi di peptidi in fase solida.
- Impiego di metodi di chimica sintetica per la funzionalizzazione.
- Test dei composti sintetizzati per l'attività biologica.
Risultati principali
- Sintesi di successo di guanidine modificate alchilicamente.
- Compatibilità dimostrata con SPPS.
- Possibili applicazioni nel trattamento e nell'imaging del cancro.
- Fornito un nuovo strumento per i ricercatori nella chimica dei peptidi.
Conclusioni
- Il protocollo offre un metodo prezioso per sintetizzare guanidine funzionalizzate.
- Migliora la capacità di sviluppare terapie mirate nella medicina personalizzata.
- Questo approccio può avere un impatto significativo sulla ricerca nella chimica dei peptidi muscolari.
Domande frequenti
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
