混合リジン型/アルギニン型モノマーおよびそれらの抗リーシュマニア活性の評価とペプトイドの合成のための効率的な方法

サマリー

カチオン性官能基が混在するペプトイドを同じ配列で合成するプロトコールが提示されます（リジン型およびアルギニン型モノマー）。その後、皮膚リーシュマニア症を引き起こす原虫であるリーシュマニア・メキシカーナに対するこれらの化合物の試験についても記載されています。

要約

このプロトコルは、2つの異なる官能基化されたカチオン性モノマーを含む線状ペプトイドの手動固相合成を説明しています。この手順では、アミノ修飾された「リジン」およびグアニド修飾された「アルギニン」ペプトイドモノマーを同じペプチド配列に含めることができます。この手順では、樹脂上(N-(1-(4,4-ジメチル-2,6-ジオキソシクロヘキシリデン)エチル)またはDde保護、リジンモノマーのBoc保護に直交する条件を使用します。その後の脱保護により、効率的なオンレジングアニジニル化反応が起こり、アルギニン残基が形成されます。この手順は、一般的に使用されるペプトイド合成のサブモノマー法と互換性があり、一般的な実験装置と市販の試薬を使用して単純なペプトイドを作製できます。2つの混合ペプトイドの代表的な合成、精製、および特性評価について説明します。リーシュマニア・メキシカーナに対するスクリーニングアッセイにおける潜在的な抗感染症薬としてのこれらの化合物の評価についても説明する。原虫寄生虫L.mexicanaは、世界中で最大1,200万人が罹患している顧みられない熱帯病である皮膚リーシュマニア症の原因物質です。

概要

ペプトイド（またはポリNは、グリシン-置換）ペプチドに類似の特性を提供し、そのようなものとして、ますます医薬品や材料の用途のために検討されているペプチド模倣物のクラスです。ペプチドにおいて、各アミノ酸の側鎖は、アミド主鎖のα炭素に接続されています。ペプトイド、側鎖は、主鎖の窒素原子上にシフトされます。重要なことは、これは、ペプトイドをタンパク質分解に対してより高い耐性を提供します。

ペプトイドは、一般的に^{1。Zuckermann} ら、ペプトイドモノマーが固体支持体と第一級アミンを用いて、ハロゲンのその後の変位に取り付けられたアミン官能の連続ハロアセチルによって構築することができますによって開拓サブモノマー法を用いて合成される当社グループは、最近開発されましたリジンとアルギニン型ペプトイド残基をfに同じペプトイドの配列内に含まれることができるようにするには、このサブモノマー法への適応IRST時間は²ペプトイド合成にこの手動の固相アプローチは、研究室の大多数のため、それがアクセスできるように、市販の試薬および共通実験装置を使用しています。ペプトイドは、グラム陰性菌、多くの公知の抗菌性ペプチドに匹敵するグラム陽性細菌および真菌種の広い範囲に対して有望な活性を有することが示されている^。3-9

私たちの仕事では、ペプトイドは顧みられない熱帯病のリーシュマニア症の治療のための新規抗感染化合物として使用されてきた^。5,10リーシュマニア症は、世界80カ国以上で流行している、1200万人が世界的に感染していると推定されている^。11この疾患は、サシチョウバエの咬傷によって送信される寄生原虫によって引き起こされる。 リーシュマニア種は皮膚リーシュマニア症、粘膜に瘢痕および損傷につながる条件、または生命を脅かす内臓レイを引き起こす可能性があります致命的な臓器損傷を引き起こすhmaniasis。いいえワクチンは、この病気のために現在利用可能ではないと既存の治療は、重篤な副作用を有する薬物の小さな数に依存しています。また、既存薬に対する耐性は治療が必死に効果的に将来的にリーシュマニア症を治療するのに必要とされているので、新たに出現し、深刻な問題である^。12-16

これらの抗菌剤の用途では、ペプトイドは、多くの場合、カチオン性および疎水性モノマーの混合物と両親媒性であるように設計されている^。3,4これは、ペプトイドを細菌細胞への選択性の程度を与える哺乳動物細胞への毒性を減少させる、および分子輸送体としてのそれらの活性を向上させることができ^。17-20文献における抗感染ペプトイドの大部分は、専らアミノ官能リジン型モノマーまたはアルギニン型残基のいずれかで構成されているカチオン性側鎖を含みます。カチオン性鎖がAで構成されているペプチド - ペプトイドのキメラ、美濃酸リシンまたはアルギニンは、また活動や毒性に対するカチオン性基の効果を調べるために合成されている^。21-25

ポリリジンペプトイドを容易に商業的に入手可能なBoc-保護アミンを用いて合成することができます。ポリアルギニンペプトイドはグアニジニル剤としてピラゾール-1-カルボキサミジンを使用する方法を用いて作製することができると報告した。ペプトイドは樹脂から切断された側鎖のBoc保護を除去した後^、18しかし、これが唯一よう、行うことができます配列内のすべてのリジン型残基がアルギニン残基に変換されます。微調整に努力化学物質および化合物の生物学的特性では、二重のカチオン性機能（ 例えば 、N LysおよびNのArg）が初めて任意のペプトイドのシーケンスに含まれることを可能にする方法を開発した^。2

ここで、我々はTWの合成、精製及び特徴を説明します同じ順序で両方のリジンおよびアルギニン型残基を含む小説ペプトイドO。この方法は、グアニジニル試薬としてピラゾール-1-カルボキサミジンと樹脂上の直交N -BocとN -Dde保護を使用しています。これらのペプトイドの生物学的評価はまた、リーシュマニア・メキシカーナ 、皮膚リーシュマニア症の病原体に対する細胞毒性アッセイに記載されています。これは、二重のカチオン性官能基を有するペプトイドにアクセスするために、それらの生物学的活性を評価するための実用的な方法を提供します。この方法は、将来的にペプトイドコミュニティによって両親媒性ペプトイドの合成を促進することが期待されます。

プロトコル

ペプトイドの1固相合成

注：ペプトイドを手動固相ペプトイド合成のサブモノマーの手順を用いて合成されます。この方法は、高い結合効率と優れた最終製品収率を可能にします。固相上での合成はまた、過剰な反応物は、各ステップの終わりに容易に除去することができ、この方法は、異なる官能カチオン性モノマー（ すなわち、アルギニン型及びリジン型残基）は、同じ内に含まれることを可能にするためにここで変更されていますシーケンス^。1,2

1. リニアペプトイドの合成
   注意：合成を開始する前に、安全性評価を実施します。ヒュームフード内のすべての反応を実施し、適切な（ すなわち 、使い捨てニトリル手袋、安全メガネと白衣）として適切な個人用保護具を着用します。以下に示す試薬、溶媒を使用する際に特に注意してください。ジメチルホルムアミド（DMF）が疑われる催奇形物質およびdですichloromethane（DCM）が発がん性物質。N、N N'-ジイソプロピルカルボジイミド（DIC）およびピペリジンである呼吸吸入を介して、皮膚、目に有害であり、皮膚感作を引き起こすことがあります。ヒドラジンは吸入すると、致命的な疑いのある発癌物質であり、皮膚や目に重度のやけどを引き起こします。ブロモ酢酸はまた、皮膚、眼、気道に有害であるとの接触時にやけどを引き起こす可能性があります。トリフルオロ酢酸（TFA）は、揮発性の液体であり、重度の火傷は非常に注意して扱う引き起こす可能性があります。ヘビーデューティー手袋を推奨します。
   1. 2フリットでキャップ20ミリリットルポリプロピレン反応容器に0.12グラムFmoc-保護リンクアミド樹脂（0.1ミリモル、典型的なロード0.7ミリモル/ g）を追加します。樹脂を膨潤させ、室温で少なくとも60分間放置し、血管を残すために5ミリリットルのジメチルホルムアミド（DMF）を追加します。固相抽出真空プラットフォームを使用してDMFをドレイン。
   2. 膨潤した樹脂のFmoc基を脱保護するために、（DMF v / vで20％）2mLのピペリジンの溶液を加えます。上の容器を置きます室温（450 rpm）でシェーカープラットフォームと5分間振とうします。真空ステーションを経由してソリューションを削除します。
      1. 2mLのピペリジン溶液でFmoc脱保護を繰り返し、室温で15分間振とうします。以前のように解決策を排出します。
   3. 2ミリリットルのDMFを添加し、30秒間樹脂を混合して樹脂を洗浄。 DMFを排出し、さらに3回繰り返します。
   4. アセチル化のために、ブロモ酢酸溶液（DMF中0.6 M）を1 mlを加え0.2 mlのN、N N'-ジイソプロピルカルボジイミド溶液（DIC、50％DMF中のv / v）でした。室温で20分間振って反応容器のままにしておきます。解決策を排出し、2ミリリットルのDMF 3回樹脂を洗浄。
   5. 変位のために、アミン溶液1ml（DMF中1.5 M）を加えます。室温で60分間樹脂を振ります。解決策を排出し、2ミリリットルのDMF 3回樹脂を洗浄。
      1. アルギニン型モノマーを追加するには、ステップ1.7に従ってください。希望ペプトイドの配列に応じて、異なるアミン追加されます。
   6. 繰り返しは、1.1.4と1.1.5を繰り返します。
   7. グアニジン官能モノマー（ すなわち 、NのArg）を含めるには、樹脂に保護されていないジアミン溶液（DMF中1.5 M）の1ミリリットルを追加し、室温で60分間振とうします。
      1. 解決策を排出し、2ミリリットルのDMF 3回樹脂を洗浄。
      2. 無料の第一級アミンへのDDEグループを追加し、室温で60分間振とうする2-acetyldimedone（0.2グラム、0.5ミリリットルのDMF中の1ミリモル、10当量）を追加します。解決策を排出し、2ミリリットルのDMF 3回樹脂を洗浄。
   8. 所望の配列がなされるまで、1.1.7に1.1.4のようにサブモノマー合成を続けます。樹脂を洗浄し、3回繰り返して2ミリリットルのDMFを追加します。
   9. 樹脂上のDDE基を脱保護するために、（DMFのV IN / V）4を2mlの％ヒドラジン溶液を加え、室温で3分間振とうします。解決策を排出し、3回繰り返します。
   10. 解決策を排出し、2ミリリットルのDMF 3トンで樹脂を洗浄IME。
   11. （DMFの最小体積で、NのArgモノマーあたりの遊離アミンあたり6当量、 すなわち 、）ピラゾール-1-カルボキサミジンを追加して、N、N-ジイソプロピルエチルアミンまたはDIPEA（遊離アミンあたり6当量）と60分間室温で振ります。
   12. 解決策を排出し、2ミリリットルのジクロロメタン3回樹脂を洗浄。その後、樹脂を切断（セクション2）まで保存することができる10分間空気中で乾燥する樹脂を残します。
   13. 合成を一時停止するには、2ミリリットルのDMF 3回樹脂を洗浄。 2ミリリットルのDMFを追加し、合成容器の栓とヒュームフード中で室温で残します。
       注：合成（ジケトピペラジンのような第2変位ステップが形成されていてもよい除く）任意の変位ステップの後に一時停止することができます。
2. 側鎖脱保護および樹脂からの切断
   1. displa後、合成中の任意の時点で合成（純度および質量）の進行状況を確認するためのテストを切断を行いますセメント工程、付加またはDDE保護基のまたは最後の配列がなされた後に除去します。
      1. 新しい8ミリリットルのポリプロピレンのフリットカートリッジに反応容器から約10樹脂ビーズを転送します。
      2. トリフルオロ酢酸の切断カクテルを1ml加える（95％TFA、2.5％H ₂ O、2.5％のトリイソプロピルシランを含有する）を、室温で90分間振とうします。
      3. 丸底フラスコ10ミリリットルにフリットの反応容器を用いて樹脂からTFA切断カクテルをフィルタリングします。
      4. ロータリーエバポレーターを用いて切断カクテルを蒸発させ、LC-MSまたはHPLC分析に提出1mlのアセトニトリル/水で得られた油状物を再溶解。
   2. 最終的な切断のために：合成に用いたのと同じフリット化ポリプロピレンの反応カートリッジに、TFA開裂カクテル（95％TFA、2.5％H ₂ O、2.5％トリイソプロピルシラン）4 mlを加え、容器を覆います。室温で90分間振とうします。
   3. フィルターの目丸底フラスコ50 mlの中にフリットの反応容器を用いて樹脂から電子TFA切断カクテル。
   4. ロータリーエバポレーターを用いて切断カクテルを蒸発させます。 TFAを除去した後、生成物を油状物として得られるべきです。この原油からTFAの除去を支援するために、2ミリリットルの無水ジエチルエーテルを追加し、ペプトイドが沈殿する必要があります。
      1. いずれかのピペットを用いて、ジエチルエーテルを除去し、廃棄するか、ロータリーエバポレーターを用いて蒸発させます。反復ジエチルエーテル沈殿三回。
   5. （V / Vの水、50％アセトニトリル、0.1％TFA）アセトニトリル10ml /酸性水溶液中の粗ペプトイドを溶かします。 、予め秤量した容器に移し、20℃で凍結乾燥粉末に凍結乾燥。

2.キャラクタリゼーションおよび精製

注：ペプトイド合成をモニターすることができ、最終的なペプトイドは、C18カラム及びELを用いた分析用逆相HPLCによって評価しますectrospray液体クロマトグラフィー質量分析（LC-MS）。 LC-MSのための溶媒のすべてのHPLC溶媒を新たに準備する必要があります。

1. 分析HPLC
   1. 小さなガラスバイアルにペプトイド1mgを秤量します。溶解し、水で1mlに希釈し、アセトニトリルの最小容量を追加します。ペプトイドが完全に溶解していることを確認してください。
   2. 分析用HPLCに10μLを注入する（推奨傾斜0 - 溶媒A = 95％水、5％アセトニトリル、0.05％TFAおよび溶媒B = 95％アセトニトリル、5％水、0.03％TFA、30分にわたって100％の溶媒B）当たり製造元の指示として。
   3. 220 nmのUVスペクトルを可視化します。
2. ESI LC-MS
   1. ステップ2.1.1のように1mg / mlのペプトイドソリューションとなります。
   2. 製造者の指示に従って使用して、ターゲットペプトイドの分子量が存在するかどうかを決定するためにLC-MSをエレクトロために1μLを注入します。
   3. PEPTを使用して、ペプトイド配列の標的質量をチェック電卓上の指示に従ってOID電卓^、。26このWebユーティリティはまた、質量スペクトルに見られる任意の削除/追加の製品の割り当てを可能にする^。26
3. 分取逆相HPLC
   1. 酸性水2ml /アセトニトリル（95％水、5％のMeCN、0.1％TFA）中の粗ペプトイドを溶解し、製造業者のプロトコルを使用して分取RP-HPLCにより精製します。分析用HPLCおよびカラムの寸法に依存する注入量から得られた溶出時間によって勾配を決定します。
   2. 220 nmに設定し、検出器を使用して視覚化します。
   3. 15mlの遠心管中で画分を収集し、20℃および凍結乾燥で凍結。
   4. 製造業者のプロトコルに従ってLC-MSおよび分析用HPLCを用いて分画を再分析します。精製画分を再結合します。

リーシュマニアメキシカーナ寄生虫に対する3.生物学的試験

コーン：。安全性の評価は、合成を開始する前に行わなければならないメキシコリーシュマニアは、英国と適切な対策で危険グループ2病原体が所定の位置にテストを開始する前でなければならない分類されています。すべての作業は、クラス2微生物学的安全キャビネットと適切な（ すなわち、ニトリル手袋、安全メガネと白衣）として着用適切な個人用保護具で行わなければなりません。

1. 寄生虫のサブカルチャー
   1. 30秒間37℃の水浴中にバイアルを配置することによって、1ミリリットル-150°C凍結ストックリーシュマニアメキシカーナ M379を解凍。
   2. 非通気キャップ25 cm ³の細胞培養フラスコ（15％熱不活化ウシ胎児血清および1％ペニシリン/ストレプトマイシンを補充したpH7.0で）を10 mlのシュナイダー昆虫培地にストック溶液を移します。
   3. 72時間26℃でインキュベートします。
   4. 状態を確認するために顕微鏡下で寄生虫（400X倍率）を調べます。目EYは、昆虫ステージプロマスチゴート、多くの分裂細胞で対数期のprocyclic形でなければなりません。
   5. 5×10 ⁵寄生虫/ mlの3日ごとの濃度に継代培養寄生虫によってprocyclicプロマスチゴートを維持します。ノイバウアー改善された血球計数器を用いて細胞数を計測します。
2. L.の形質転換哺乳動物のステージへmexicanaの昆虫段階無菌無鞭毛フォーム²⁷
   1. 0日25 cm ³の細胞（15％熱不活化ウシ胎児血清および1％ペニシリン/ストレプトマイシンを補充したpH7.0で）シュナイダー昆虫培地中で5×10 ⁵寄生虫/ mlで対数期寄生虫10mlの培養物を調製します非通気型キャップ付き培養フラスコ。
   2. 48時間26℃でインキュベートします。
   3. 3日目：5分間447×gで50ミリリットルの遠心分離管と遠心分離機に移し10ミリリットル文化。
   4. 古い培地を捨て、10mlのシュナイダーの昆虫培地を追加（pH5.5で20％の時間を補っ食べる不活化ウシ胎児血清および1％ペニシリン/ストレプトマイシン）。静かにピペットを使用して、新しい培地中で寄生虫のペレットを再懸濁します。
   5. ノイバウアー改善された血球計数器を用いて、寄生虫の数をカウントします。 pH5.5の培地及び25 cm ³の細胞培養フラスコに移し、5×10 ⁵寄生虫/ mlの濃度に希釈します。
   6. 約6日間、26℃でインキュベートします。
   7. 9日目：顕微鏡（400X）の下で寄生虫を調べます。彼らは、非複製、感染metacyclic前鞭毛の段階であるべきです。
   8. ノイバウアー改善された血球計数器を用いて、寄生虫の数をカウントします。 pH5.5の培地で5×10 ⁵寄生虫/ mlの濃度に希釈します。
   9. 細胞培養液の10ミリリットルを削除して、細胞培養フラスコに移します。 5日間32℃でインキュベートします。
   10. 14日目：顕微鏡（400X）の下で寄生虫の外観を確認してください。彼らは、鞭毛の文字を欠いている、病原性の無鞭毛の段階であるべきです前鞭毛期のISTIC、およびアッセイのための準備ができました。
3. L.上の細胞毒性アッセイメキシカーナ無菌無鞭毛型。
   注：ペプトイドの生物学的試験は、96ウェルプレート中で行わハイスループットアッセイを使用します。このプロトコルは、Lのテストを記述しますメキシカーナ無菌無鞭毛型が、同一のアッセイは、適切な培地中で前鞭毛期寄生虫に行うことができます。 60分間100μM、その後10倍希釈後24時間インキュベート - 化合物3の濃度で寄生虫とインキュベートします。結果は、レサズリンベースの細胞生存溶液（ 例えば 、アラマーブルー）とのインキュベーション後、ウェルの蛍光を測定することにより得ています。
   1. 化合物のストック溶液を準備します。化学天秤を使用して、最終的な精製されたペプトイド製品1mgを秤量。 5 mMの濃度に分子生物学グレードのジメチルスルホキシド（DMSO）の適切な量を追加します。 6μlのアリコートを作成し、-20℃で凍結します。
   2. 100から3μMに三連で96ウェルプレート（推奨プレートレイアウトは、結果セクションに見ることができる。図6）の化合物の溶液を調製します。一番上の行（ すなわち、A）中の各化合物の5 mMのストック溶液2μLを加えます。マルチチャンネルピペットを使用して、一番上の行に48μlの新鮮なシュナイダー昆虫培地（pH5.5で、20％ウシ胎児血清（FBS）、1％ペニシリン/ストレプトマイシン（P / S））を加えます。他のすべての行（ - F B）に25μlのシュナイダーの昆虫培地を追加します。
      1. 一番上の行からの25μlの液をピペットで連続希釈を行います。下の行に加え、混合します。最後の25μlの溶液は廃棄すべき最後の行までの希釈を行います。
      2. 三重での陰性対照として、陽性対照及びDMSO（2％溶液）としてアムホテリシンB（5 mMのストック）を使用します。
   3. 転送50ミリリットルの遠心分離管に文化や遠心分離機で：寄生虫液を調製5分間、447×gで。古い培地を捨て、10mlのシュナイダーの昆虫培地（pHは5.5と20％でFBS、1％P / S）を追加します。
   4. 静かにピペットを使用して、新しい培地中の寄生虫のペレットを溶解し、ノイバウアー改善された血球計数器を使用してカウントされます。 8×10 ⁶寄生虫/ mlに文化を希釈します。
   5. 25μlのL.を追加各ウェルにmexicanaの文化 。 32℃で60分間プレートをインキュベートします。
   6. インキュベーターからプレートを取り外し、各ウェルから40μlの溶液を除去。
   7. 90μlの新鮮な培地を加え、32℃で24時間インキュベートします。
   8. 各ウェルに10μlのレサズリンベースの細胞生存率溶液を加えます。 32℃で4時間インキュベートします。
   9. 製造元の指示に従って_{、（λEMが} 600nmのを=、λの_元 = 540 nm）をプレートリーダーを用いて蛍光を測定します。 （媒体からのみのウェル）の平均バックグラウンドを除去し、tに対する正規化した後、ウェルの蛍光を比較することによりデータを分析彼はコントロールをDMSO。

結果

代表的な結果として、2つのリシン型モノマーと二アルギニン型モノマーをそれぞれ含む二12残基のペプトイドの合成および特徴付けを説明します。細胞毒性アッセイの後続の結果も示されています。

二つペプトイドは[（N第narg Nの SPE N SPE）（N AE N SPE N SPE）] _2（a）および[（N HARG Nの SPE N SPE）（N LysのN個の SPE N SPE）] _2（B）を用いて合成しました。 120 mgのリンクアミド各（ロード= 0.79ミリモル/ g）を樹脂。上記のように、すべてのアセチル化と変位ステップは、商業的に購入したすべての試薬を用いて、実施しました。これらの残基は、以下のアミンは、置換工程において使用した：N SPE（S） - （ - ） - α -メチルベンジルアミン、N AE N - （tert-ブチルブトキシカルボニル）-1,2- DIAMinoethane、N Lysの N - （tert-ブチルブトキシカルボニル）-1,4-ジアミノブタン。アルギニン誘導体残基については、以下の保護されていないジアミンを結合させた：N HARG 1,4-ジアミノブタンまたはN 第narg 1,2-ジアミノエタン、2-acetyldimedone（DDE-OH）との上に樹脂の保護が続きます。全配列が合成された後、DDEのヒドラジンの脱保護は、guanidinylateする遊離アミンが得られます。

図1ペプトイド構造（A）（N第narg N SPE N個の SPE）（N AE N SPE N個の SPE）] ₂及び（b）（N HARG N SPE N個の SPE）（N NG> LysのN個の SPE N SPE）] _2。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図2.。私を混合アルギニン/リシンペプトイドを合成するために使用される方法 。ジアミンとサブモノマー法における標準的な変位ステップ; II。遊離アミンを保護するためのDDE-OH、90分間の添加; III。さらなる追加はサブモノマー法を用いて、ペプトイド鎖を延長します。 IV。 DDEは、DMF中2％ヒドラジンを用いた脱保護。 。DMF中のピラゾール-1-カルボキサミジン及びDIPEAと樹脂上の遊離アミンのVグアニジニル。 viの。 Boc基を樹脂及び脱保護から酸性の切断。large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

（a）は154 mgであり、（b）の163ミリグラム：樹脂および凍結乾燥から切断後、粗生成物を白色粉末として得ました。分析カラムでのUV-VIS検出器（λ= 250 nm）を、×10 250mmの、5ミクロンを有するLCポンプを使用して、最大50 mgの注射を用いて説明したように生成物をRP-HPLCによって精製しました。速度= 2ml /分を流します。目標質量に対応する画分を合わせ、白色の粉末として得られた：（A）54mgの（B）65 mgの、90％の純粋な画分>のための約30％の最終収率。

精製後の最終化合物のアイデンティティは、UPLCフォトダイオードアレイ検出器を備えた三連四重極質量分析計を用いたLC-MS（ 図3参照）により確認しました。正確な質量分析法は、トンでも同じ分光計を用いて行きました彼[M + 2H] ²⁺イオン。計算された以下と観察された質量は、近く合意（ 図4）で発見された：（a）は、計算された= 896.0026 amuで、観察= 896.0038 AMU。 （b）は計算された= 952.0691 amuで、観察= 952.0730 AMU。

精製されたペプトイドのための図3のLC-MS（A） の m / z = 1,792および（b） の m / z = 1,903。どこトップはTIC、ミドルLC-MSスペクトル、220 nmでの底UVクロマトグラムである。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

ペプトイド（a）及び（b）は図4の正確な質量分析データ。「https://www.jove.com/files/ftp_upload/54750/54750fig4large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

、220 nmで可視化し、吸光度、生成物の純度は、分析RP-HPLC（流速= 1ml /分分析カラム4.6ミリメートル×100ミリメートル、3.5ミクロンのUV-VIS検出器を備えたLCポンプ）を用いて評価しました。アミド骨格。 図5aおよび5bの化合物が均一であることを示しています。

図5.分析精製ペプトイド用HPLC（a）および（b）30分間にわたる勾配0-100％Bであり、40°C（A = 95％H ₂ O、5％のMeCN、0.05でカラムオーブン％TFA; B = 95％のMeCN、5％H ₂ O、0.03％TFA） をクリアしてください。この図の拡大版を表示するには、こちらICK。

精製されたペプトイド（a）及び（b）はL.に対する細胞傷害性アッセイにおいて試験しました。 メキシカーナ無菌無鞭毛型。 L.の凍結ストックメキシカーナを解凍し、アッセイのための準備ができて無鞭毛ステージに形質転換しました。 72時間解凍後、寄生虫は多くの分裂細胞のログ期で、そのprocyclic形で昆虫ステージ前鞭でなければなりません。この段階で寄生虫を説明pHおよび温度シフトを用いて、無鞭毛期に変換することができます^。27変態の9日目では、寄生虫は、非複製感染性metacyclic前鞭毛の段階になります。最後に、14日目に、寄生虫は寄生虫がプロマスチゴートの特性鞭毛を欠く病原性無鞭毛の段階であるべきである^。28

化合物の5mMのストック溶液は、細胞培養グレードのDMSOで作製上に三連で試験しました。堅牢なデータセットを確保するために2つの機会を最小に収集しました。代表的な96ウェルプレート計画が図6に示されている。このアッセイの終了時、細胞生存度試薬を各ウェルに添加し、試験した各濃度で寄生虫の生存率を計算するために記載したように蛍光を測定した（ 図7参照 ）。 ED ₅₀値は、ペプトイド（A）> 100μMおよび37μMそれぞれペプトイド（B）として算出しました。エラーバーは、標準偏差などのウェル間の変動を示し、プロットし、これらは、ほとんどのバーのための合理的であることがわかります。

図6.代表96（正および負の対照を含む）2ペプトイドソリューションの細胞毒性アッセイ用のウェルプレート計画。+ =中（シュナイダー昆虫培地、pH5.5の、20％FBS、1％P / S）のmed。L. MEX。 =MED + 8×10 ⁶ / mlの寄生虫の文化。 AmphoB = DMSO中の5mM。 DMSO中のペプトイド= 5 mMのストック溶液。空のウェルは、滅菌水を含むべきである。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図L.に対する細胞傷害性アッセイからの7の結果ペプトイドを使用メキシカーナ無菌無鞭毛寄生虫は（a）と（b）。ペプトイド（b）は（a）の両方の化合物は、用量依存的効果を有する、生存可能な寄生虫の割合を減少させるのにペプトイドよりも効果的であることがわかります。プロットエラーバーは、標準偏差など、ウェル間の変動を示す。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

ディスカッション

ペプトイドはますます、このような新規治療薬^3-5、細胞送達剤としての用途における化学生物学および医薬品化学の分野内で検討されている^18,20および診断ツール^29は一般的に、これらの配列はオーバー病原体に対する選択性の程度を提供するためにカチオン性であります哺乳動物の細胞、細胞膜を貫通し、また水性系における溶解性を補助する能力。文献にのみリジンまたはアルギニン模倣残基を含むカチオン性ペプトイドの多数の例があります。しかし、現在までに、同じ順序でこれらのカチオン性残基の両方を含有するペプトイドの合成は、適切な合成手順の欠如によって妨げられてきました。ここで説明するプロトコルは、混合カチオン性ペプトイドを効率的に合成することができ、それは両親媒性ペプトイドの生物学的および化学的特性を調節するための経路を提供するように非常に望ましいです。

NT ">我々の方法は、一般的に使用されるサブモノマーペプトイド合成への適応を使用して、同一の配列内のリジンおよびアルギニン型モノマーの両方の付加を可能にする。それを室温カップリングを使用して、この方法が予想されるように、保護基化学確立しました研究グループの大半のために有用であろう。アルギニン型残基のための直交保護を追加するには、保護されていないジアミンは、標準的な変位条件下で添加した後、DDE-OHと60分間のカップリングで保護されています。ジアミンの様々なことができます保護DDE-OHをDMFで十分に溶解し、あるそれぞれ1,6-ジアミノヘキサンにインストールすることが長い6個の炭素を2個の炭素原子、 すなわち、1,2-ジアミノエタンから側鎖を可能にする。使用される非常に効率的かつ選択的な保護基のための第一級アミン。DDE-保護グループが影響を受けない第二級アミンを残し、 例えば 、ペプトイド鎖の保護されていないN末端^。30 1つの制限は、シンのすべてです論文は、手動で行われました。しかし、開発のカップリング条件は、自動化ペプチド/ペプトイド合成機で使用するための方法が適して作ることが予想されます。

DDE基の樹脂の脱保護ピラゾール-1-カルボキサミジンを使用して樹脂上guanidinylatedできる遊離アミンを残してDMF中2％ヒドラジン溶液を用いて行われます。ピラゾール-1-カルボキサミジンの六同等物およびDIPEAの6同等物は、樹脂上の遊離アミンごとに使用されている（ すなわち 、各NのArg型モノマーのための6つの等価物がインストールされます）。再び、この反応はまた、効率的であり、ピラゾール-1-カルボキサミジン試薬は、DMF中で良好な溶解性を有しています。反応の完了は、典型的には、室温で60分後、LC-MSを介して見られます。

サブモノマー法、第一級アミンの広範囲の多様性に起因する条件がEFFIを連結増加させるために最適化される必要があるかもしれないので、変位工程で使用することができますciencyと全体的な生成物の収率や純度。上述の配列については^31、特別な条件が成功したカップリングのために必要ではなかったです。しかし、より長い変位倍以上のアミンの濃度は、問題の変位（ すなわち 、不十分な求核または立体的に嵩高いアミンなど）を使用することができます。いくつかのアミンは、その場合には、代わりにサブモノマー合成のための前の包括的な方法のようにNメチル-2-ピロリドン（NMP）、又は固相反応のための他の適切な溶媒中でこれらを溶解することを推奨し、DMFで完全に可溶性ではないかもしれません側鎖中に保護されていないヘテロ原子を含有するモノマーを組み込むことペプトイド³²で、クロロ酢酸を用いてアセチル化は、他のグループによって有効であることが示されている^。33また、他の樹脂は異なるC末端官能でペプトイドを生成するために、この方法で使用することができます。ワング樹脂、2-クロロトリチルクロリド樹脂は日常的に使用されていますペプトイドのサブモノマー合成。例えば、この方法はうまく我々のグループに2-クロロトリチルクロリド樹脂で使用されてきた^。2異なる固体支持体のRinkアミドに異なる負荷手順を必要とする（使用される特定の樹脂に依存して）ここで説明これは文献で確認する必要があります合成の前に。

ペプチド合成に類似し、ペプトイドオフ樹脂の最終的な切断のための条件は、特定の配列のために最適化することができます。このプロトコルでは、TFA切断カクテル（スカベンジャーとしてトリイソプロピルシラン及び水）を用いました。ここで提示ペプトイドは、合理的に酸不安定基であるのみBoc保護を含んでいました。保護された残基以下、酸に不安定な保護基の大部分を有する配列の完全な脱保護を確実にするために、より長い切断時間が必要な場合があります（ すなわち 、2時間を超える切断時間ははPbfまたは第三-BUを含有する配列のために推奨されていますティルエステル保護されたグループ）。 （例えば、エタンジチオール、または2-メルカプトエタノールは、多くの場合、システイン又はメチオニンなどの硫黄含有側鎖を有するペプチドで使用されるために）代わりのスカベンジャーはまた、特殊な側鎖のために使用することができます。

提示された生物学的アッセイは、異なる細胞株に適合するように変更することができる標準的な細胞毒性試験です。各96ウェルプレートは、得られた結果の信頼性を可能にするのに十分なコントロールを含むべきであることに留意することが重要です。それは、病気を治療するために使用される公知の薬剤であり、これはアッセイのため、化合物ストックを作製するために使用される溶媒であるようにDMSOを陰性対照として使用され、この場合には、アムホテリシンBを正の対照として使用します。他の細胞株が使用されている場合、代替の、適切なコントロールが得られ、使用前に検証されるべきである。L.メキシカーナ1時間100と2μMの濃度でペプトイドとインキュベートされ、次いで、寄生虫/ペプトイド溶液が希釈されます（ すなわち、ウェルは、最初は100μMペプトイドストックで10μMに希釈された）一晩のインキュベーションのための10の要因。

細胞生存率の試薬は、アッセイの終わりに、各ウェル（総ウェル容積の10％）に添加します。目に見える色の変化はありません実行可能な寄生虫（青）、生存寄生虫の中間数との間のスペクトルを有する生存可能な寄生虫（ピンク）、対照ウェルとウェルの間に見られています。蛍光は、生細胞の数に比例し、細胞の代謝活性に対応します。レサズリン色素（非蛍光）、代謝的に活性な細胞における還元反応により蛍光レゾルフィンに変換される。このアッセイでは^34、細胞生存率の試薬とのインキュベーション時間は、Lのために最適化されていますメキシカーナ 。プレートは、（例えば、この方法を使用することもできる異なる細胞濃度で、または異なる細胞株を播種するために生存性試薬とのインキュベーション時間は変化するであろう）は、哺乳動物細胞を用いました。使用される正確なプレートリーダーに依存し、考慮事項は、蛍光測定が行われる前に行う必要があります。ウェル内の気泡は、正確な測定値を取ることができることを確認するために除去されるべきです。いくつかのプレートリーダーは、平底96ウェルプレートが使用される場合には、プレートの底部から読み出します。他のマシンは、プレートの上部から読み取ることができるので、プレートの蓋は、測定前に除去されるべきです。

最後に、将来的には、このプロトコルは、並列に多数の配列を作ることが可能な自動合成と適合性であってもよいです。さらに、環状ペプトイドの合成は、この方法を用いても可能です。このプロトコルは、材料または医薬品の分野を含む多くの用途において有用であり得るリジンおよびアルギニン系モノマーの両方を有する新規なペプトイド骨格にアクセスするために使用することができる実用的な合成法で研究者に提供すべきです。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
Crawford Scientific	12131017および12131015	20 mlおよび6 mlカートリッジ	を備えたポリプロピレン固相抽出カートリッジ
トリフルオロ酢酸	東京化学工業(ヨーロッパ)	T0431-100g	> 98%;注意:重度の火傷や呼吸器刺激を引き起こす可能性があります
N、N'-ジイソプロピルカルボジイミド	シグマアルドリッチ	38370-100ML	>98%;注意:目、皮膚、呼吸器吸入を介して有害であり、感作を引き起こす可能性もあります
ジメチルホルムアミド	フィッシャーサイエンティフィック	10346180	HPLCグレード;注意:催奇形性が疑
アセトニトリル	フィッシャー サイエンティフィ	10407440	HPLC グレード
ジクロロメタン	フィッシャー サイエンティフィ		10354263 99.8%;注意:発がん性が疑われる
ブロミン酸	シグマアルドリッチ	17000-100G	>99%;注意:火傷を引き起こし、皮膚、目、気道に危険
(S)-(-)-αメチルベンジルアミン	シグマアルドリッチ	115568-100G	98%;注意:飲み込むと有害で、皮膚と接触すると有毒で、重度の皮膚の火傷や眼の損傷を引き起こし、Nspeモノマー
N< / em>-Boc 1,4-ジアミノブタン	東京化学工業(ヨーロッパ)	A1373-25g	>98%;注意:NLysモノマーの合成に使用される重度の皮膚火傷と眼の損傷を引き起こします
N< / em>-Boc 1,2-ジアミノエタン	東京化学工業(ヨーロッパ)	A1371-25g	> 97%;注意:Naeモノ
マー1,2-ジアミノブタン	Sigma Aldrich	D13208-100G	。注意:可燃性の液体および蒸気は、飲み込んだり吸い込んだりすると有害で、皮膚と接触すると有毒で、重度の皮膚の火傷や眼の損傷を引き起こし、NhArgモノ
マー1,4-ジアミノエタン	Sigma Aldrich	03550-250ML	>99.5%の合成に使用されます。注意:可燃性の液体と蒸気は、飲み込んだり吸い込んだりすると有害で、皮膚と接触すると有毒で、重度の皮膚の火傷や眼の損傷を引き起こし、NnArgモノマーの合成に使用されます
1H-ピラゾール-1-カルボキサミジンHCl	シグマアルドリッチ	402516-10G	;注意:飲み込むと有害で、アレルギー性皮膚反応を引き起こす可能性があり、深刻な眼の損傷を引き起こします
ヒドラジン一水和物	グマアルドリッチ	207942-5G	試薬グレード;注意:発がん性が疑われる、吸入すると致命的になり、皮膚や目に重度の火傷を負わせ
2-アセチルジメドン	Novabiochem	8510150005	Dde-OH
リンク アミド樹脂	Novabiochem	8551190005	100-200 メッシュ、高負荷
ピペリジン	シグマ アルドリッチ	411027-1L	>99.5%、規制物質であるため、購入前に適切な許可を得る必要があります。注意:非常に可燃性の液体と蒸気、飲み込んで皮膚と接触すると有毒、または吸入すると有害で、重度の皮膚の火傷や眼の損傷を引き起こし、水生生物に有害で、長期的な影響があります
イソプロピルシラン	グマアルドリッチ	233781-50G	98%;注意:可燃性の液体と蒸気は、皮膚の炎症と深刻な眼の炎症を引き起こします
alamarBlue	ThermoFischer	DAL1025	危険物として分類されていない
シュナイダーの昆虫培地	シグマ アルドリッチ	S9895-1L	粉末、培地は、製造者の指示に従って使用前に作る必要があります。生物学的アッセイで使用する前に室温まで温めることができます
96 ウェルプレート	VWR	734-1793	平底 (底部からの蛍光測定を可能にするため)、組織培養処理
溶媒リザーバー	VWR	613-1182	マルチチャンネルピペットに使用
マルチチャンネルピペット	エッペンドルフ	3122000043
ピペットチップ	Starlab Group	S1111-3810, S1113-1810, S1111-6810	チップの量は使用するピペットによって異なります。 10 &マイクロ;l, 10 - 200 &マイクロ;l と 1,000 &マイクロ;l アッセイに推奨
25 cm3細胞培養フラスコ	VWR	734-2312
50 ml 遠心分離管	VWR	525-0791
ジメチルスルホキシド (分子生物学グレード)	シグマ アルドリッチ	D8418-50ML	危険なものとして分類されていません
不活化胎児ウシ血清	サーモフィッシャー	10082139-100mL	Gibco
ペニシリン/ストレプトマイシン	ThermoFischer	15140148-20mL	略称: P/S
アムホテリシン B	Sigma Aldrich	46006-100mg	アムホテリシン B 三水和物、VetranalTM 分析用標準