Polyamine 기반 펩타이드 amphiphiles (PPAs)의 합성은 이러한 반응 기능 마스크 그룹 보호의 사리 분별이 사용 여러 아민 nitrogens의 존재로 인해 중요 한 도전 이다. 이 문서에서 우리는 자기 조립 분자의 이러한 새로운 클래스의 준비에 대 한 손쉬운 방법을 설명합니다.
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Polyamine 기반 펩타이드 amphiphiles (PPAs)의 합성은 이러한 반응 기능 마스크 그룹 보호의 사리 분별이 사용 여러 아민 nitrogens의 존재로 인해 중요 한 도전 이다. 이 문서에서 우리는 자기 조립 분자의 이러한 새로운 클래스의 준비에 대 한 손쉬운 방법을 설명합니다.
펩 티 드 Amphiphiles polyamine 기반 (PPAs) 자가 조립 amphiphilic 펩 티 드 amphiphiles (Pa)에 바이오 관련의 새로운 클래스는. 전통적인 파 소유 그룹 (리 신, 아르기닌), 지질 세그먼트에 직접 연결 하거나 중립 아미노산의 링커 지구를 포함할 수 있습니다 solubilizing로 충전된 아미노산. 파의 펩 티 드 순서를 조정 하는 것은 다양 한 형태학 얻을 수 있습니다. 마찬가지로, PPAs 소수 성 세그먼트 및 중립 아미노산, 하지만 또한 물 (친수성) 그룹 solubilizing polyamine 분자를 포함. 파로 PPAs 때 물속에에서 녹아 있는 작은 봉, 트위스트 나노-리본, 및 융합된 나노 시트, 포함 한 다양 한 형태학에 자체 조립 또한 수 있습니다. 그러나, 단일 polyamine 분자에 1 차 및 이차 아민의 존재 PPAs 합성 때 상당한 도전 포즈. 이 문서에서 우리는 단단한 단계 펩 티 드 합성 (SPPS)을 사용 하 여 PPAs의 손쉬운 합성을 달성 하기 위해 문학 판례에 따라 간단한 프로토콜을 보여줍니다. 이 프로토콜은 우선권 및 다른 유사한 시스템의 합성에 확장할 수 있습니다. 우리는 또한 수 지, 식별 및 정화에서 분열에 필요한 단계를 보여 줍니다.
자가 조립 펩 티 드 amphiphiles (Pa)는 일반적으로 다음 세그먼트의 구성 하는 생체 재료의 클래스: (a) 친수성 머리, (b) 링커 지역, 및 (c) 소수 성 꼬리. 대부분 파 문학에 설명 된 충전 또는 극 지 아미노산 잔류물1,2,,34로 구성 된 친수성 머리를 소유한 다. 파 의학 등5, 재생 의학, 질병 진단, 약물 전달 등에서 다양 한 응용 프로그램을 발견 했습니다. 그들의 아미노산 서 열을 바탕으로, 파 nanostructures 구형 micelles 나노 필 라 멘 트 등의 다양 한을 형성할 수 있다. 우리 최근 하이브리드 polyamine 기반 펩타이드 amphiphiles, PPAs6나의 클래스를 보고 있다. 형태학, 자가 조립 속도 론, 그리고이 생체의 대사 저하 solubilizing 머리 그룹 그들의 관련을 발견 했다. 또한, PPA nanostructures 테스트 농도에 포유류 세포 (MiaPaCa2 그리고 HeLa 세포 라인)으로 독성을 보여주지 않았다. PPA 기반 nanocarriers는 매력적인 마약 배달 차량 때문에: (1) polyamine 통풍 및 대사 암 세포 증가 표시 되었습니다, (2) 양이온 nanostructures endosomal 탈출7,8을 달성할 수 있다 높은 순환 및 셀, 및 (3) 그들은 PA;와 비교할 때 다른 신진 대사 프로필 있어야 내 거주에 이르게 예를 들어 그들은 인간의 신체에서 발견 하는 프로 테아 제 쪽으로 더 안정 될 것입니다 (비록 그들은 어쩌면 아민 oxidases 같은 다른 효소에 민감한)9,10. 또한, PPAs 다양 한 형태학, 물리 화학적 특성, 나노 강성 및 길이 개별 PPA 분자6의 요금에 따라 조립 활동 발견 되었습니다. 여기, 우리는 합성, 식별 및 파 또는 유사한 하이브리드 펩 티 드 분자의 준비에도 적용 될 수 있는 PPAs의 정화에 대 한 상세한 프로토콜을 설명 합니다.
Polyamines는 일반적으로 그들의 보호 된 형태로 상업적으로 사용할 수 있기 때문에 고 이므로 polyamines의 1 차 및 이차 아민 보호 우리 설명 아미노산 및 다른 분자 들을 변화에 대 한 매우 중요 합니다 그들의 보호를 달성 하기 위해 합성 단계입니다. 이 프로토콜의 전반적인 목표 polyamines 아미노산을 변화에 대 한 간단한 방법을 제공 하는 것입니다. Polyamines 부족 carboxylic 그룹; 따라서, 그들은 링크 아 미드 또는 왕 수 지에 결합 될 수 없습니다. 대신, 2 chlorotrityl 염화 비닐 등 수 지 합성 프로토콜에 대 한 권장 됩니다. PPA 합성에 대 한 주요 도전 1 차 및 이차 아민 기능적인 그룹의 존재 이다. 우리의 목적을 위해 우리는 커플링 반응 수 있도록 무료 polyamine에 기본 아미노 그룹을 유지 하면서는 polyamine에 모든 이차 아민 보호. 반응 고체 지원 각 커플링 및 deprotection 단계 후 작업 업 촉진 하기 위하여 단단한 단계 펩 티 드 종합 (SPPS)의 원칙에 따라 이루어졌다. 다음 프로토콜은 PPAs의 수동 및 자동 합성에 대 한 (비록 몇 가지 단계의 검증 자동화 시스템에 도전 것입니다). 이러한 분자의 합성도 실행 될 수 있다 밖으로 자동된 합성기에 또는 전자 레인지 반응 기의 도움으로 (자동 또는 반자동). 반응 체계는 그림 1에 요약 되었습니다.

그림 1: (A) A PPAs의 합성에 대 한 일반적인 반응 체계. 하는 데 사용 될 수 있는 (B) 대표 polyamines PPAs 여기에 설명 된 합성. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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1. 일반 프로토콜 PPAs의 합성에 대 한
2. PPA 분열 고체 지원에서
이 단계의 목적은 고 아미노산과 polyamine 잔류물에서 Boc 보호 그룹을 제거 하는 수 지에서 PPA의 분열 이다.
3. MALDI 건조 드롭 메서드를 사용 하 여 원유 제품의 식별
4. 대리점 역 상 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 정화를 사용 하 여 PPAs의 정화
| 용 매 | 긍정적으로 위탁된 PPAs | PPAs 부정 청구 | ||
| 0.1 물에 % TFA | 0.1 물에 % NH3 | |||
| 0.1% TFA ACN에 | 0.1 ACN에 % NH3 | |||
표 1: 용 매 시스템. 긍정적으로 그리고 부정적으로 위탁 PPAs에 대 한 용 매 시스템을 제안 했다.
| PPA 충전 | 입자 크기 | 열 크기 | 원유 PPA의 질량 |
| + ve 부과 | 5 μ m | 150 x 30 mm | 170 mg |
| -ve 부과 | 5 μ m | 150 x 30 mm | 170 mg |
| + ve 부과 | 5 μ m | 150 x 21.2 m m | 90 밀리 그램 |
| -ve 부과 | 5 μ m | 150 x 21.2 m m | 90 밀리 그램 |
표 2: 제안 열: 열 크기, 입자 크기 및 C18 주입 당 최대 부하 용량 역 상 HPLC 열
| 시간 | 용 매 (이기) | 용 매 B (물) | 유량 (mL/min) |
| 0 | 5% | 95% | 유량 열 패킹 및 크기에 따라 달라 집니다. |
| 2 | 5% | 95% | |
| 35 | 95% | 5% | |
| 38 | 100% | 0% | |
| 40 | 5% | 95% |
표 3: 제안된 그라데이션: 시간의 기간 동안 물 vs 이기의 상대 구성을 보여주는 역 위상 그라디언트를 제안 했다. 유량 열 사양에 따라 달라 집니다.
5입니다. PPAs의 저장
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합성 및 정화 후 및 물리 화학적 또는 생물학적 평가 전에 PPAs의 대 중은 다시 확인 및 순도 분석 HPLC를 사용 하 여 확인 하는 것이 좋습니다. 소재 특성 또는 생물 학적 평가, PPAs 필요가의 순도 > 95%. 그림 2 는 HPLC 추적 (맨 위) 및 제품의 존재를 확인 MALDI 스펙트럼 (아래). HPLC 분석 시스템 (AUC) 곡선 아래의 영역을 통합 하 고는 AUC > 제품 순도 95%를 관련이 있을 수 있습니다. UV 기반 HPLC 시스템, 단일, 날카로운 피크를 보고 기대 합니다. MALDI 스펙트럼 (MALDI 분석 모드)에 따라 ± 1 다 내에서 PPA의 계산 된 분자량의 일치 해야 합니다.
자기 조립은 PPAs의 구상 될 수 있다 및 전송 전자 현미경 (TEM) (
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합성 파로 우물 및 펩타이드 기반 분자 (하이브리드 PA-peptoids) 등 관련 PPAs 하 여기에 설명 된 프로토콜을 사용할 수 있습니다. SPPS를 사용 하 여 펩 티 드의 합성은 간단한 절차, 생물학 유도 분자를 포함 하는 펩 티 드의 종합 특히 도전 수 있습니다. Polyamines spermine, spermidine, diethyelenetriamine, 등, 유도 분자 암 세포13타겟팅으로 작동할 수 있습니다. PPAs 자체 다양 한 형태학6nanostructures로 조립할 수 있다. 그들의 긍정적인 요금 또한 긴 순환 시간 (때문에 endosomal 탈출)와 다른 신진 대사 프로필 (전통적인 PA와 비교) 하는 경우 도움이 됩니다. 그러나, PPAs 및 그들의 아날로그 합성 수 특정 도전 1 차 및 이차 아민의 존재 때문에. 제시 합성 전략 직각 보호 그룹의 합리적인 사용 하 여이 문제를 극복 한다. Dde ...
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저자는 선언에 충돌의 관심을가지고
이 프로젝트는 네브라스카 대학 의료 센터 (창업 자금, MC S);에 의해 투자 되었다 NIH-COBRE, 5P20GM103480 (T. Bronich) 및 미국 화학 학회, PRF # 57434-DNI7(MC-S).
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 2-Chlorotrityl 클로라이드 수지 | AappTec | RTZ001 | |
| SynthwareTM 합성 용기 | Aldrich | SYNP120050M | |
| Dichloromethane | Acros | AC406920250 | Fisher Sci. 카탈로그 # |
| Wrist Shaker | Boekel Scientific | 401000-2 | |
| Kaiser 테스트 키트 | Sigma-Aldrich | 60017 | |
| 2-[(4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohex-1-ylidene)ethyl-amino]-ethanol | Sigma-Aldrich | CDS004772 | |
| 무수 메탄올 | 아크로스 | AC610981000 | Fisher Sci. 카탈로그 # |
| Chloranil 테스트 키트 | TCI | TCC1771-KIT | VWR 카탈로그 # |
| Di-tert 부틸 디카보네이트 | Acros | AC194670250 | Fisher Sci. 카탈로그 # |
| Dimethylformamide | Fisher Scientific | BP1160-4 | |
| Hydrazine | Acros | AC296815000 | FIsher Sci. 카탈로그 # |
| (2-(1H-benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate) | p3biosystems | 31001 | |
| 4-methyl piperidine | Acros | AC127515000 | Fisher Sci. 카탈로그 # |
| 트리플루오로아세트산 | AappTec | CXZ035 | |
| 트리이소프로필 실란 | 시그마-알드리치 | 233781 | |
| 에테르 | 피셔 사이언티픽 | E138-1 | |
| &알파;-시아노-4-하이드록시신남산 | 시그마-알드리치 | C8982 | |
| 9-아미노아크리딘 | 시그마-알드리치 | 92817 | |
| 피셔브랜드 주사기 필터: PTFE 멤브레인 | 피셔 사이언티픽 | 09-730-21 |
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