합성 및 특성 1, 2-Dithiolane의 수정 자가 조립 펩 티 드

Summary

1, 2-dithiolane의 합성에 대 한 프로토콜 펩 티 드와 펩 티 드에서 자기 조립 결과 supramolecular 구조의 특성 수정.

Abstract

이 보고서는 N-터미널 1, 2-dithiolane의 합성에 초점을 맞추고 수정 자가 조립 펩 티 드 및 그 결과의 특성은 자기 supramolecular 구조를 조립. 합성 경로 dithiolane 선구자 분자, 3-(acetylthio)-2의 수 지에 결합 된 단단한 단계 펩 티 드 종합의 이용-(acetylthiomethyl) propanoic 산, 그리고 전자 레인지를 이용한 thioacetate는 펩 티 드의 deprotection 1, 2-dithiolane를 수 지에서 최종 분열 하기 전에 N-말단 펩 티 드를 수정. 1, 2-dithiolane 펩타이드, Alzheimer의 질병과 관련 된 Aβ 펩 티 드의 nucleating 코어에서 파생 된의 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 정화 후 펩 티 드 크로스-β 녹말 체 섬유에 조립 자체에 표시 됩니다. 푸리에 변환 적외선 분광학 (IR FT), 원형이 색 성 분광학 (CD) 및 전송 전자 현미경 (TEM) 녹말 체 섬유의 특성 프로토콜 표시 됩니다. 잘 특징이 자가 조립 펩 티 드를 1, 2 dithiolane moiety와 N 맨끝 수정 방법 지금 모델 시스템 조립 후 수정 전략을 개발 하 고에 동적 공유 화학 탐험 탐험 하실 수 있습니다. supramolecular 펩타이드 nanofiber 표면입니다.

Introduction

단단한 단계 펩 티 드 합성에 참여 하는 강력한 펩 티 드 결합 형성 화학 고 제어 시퀀스 길이 구성 능력 자체는 무 겁 게 연구 분야 supramolecular 구조로 조립 펩 티 드. 펩타이드 자기 조립된 구조, 입체 사이드 체인을 포함 하 여 있고 정전기 상호 작용, 수소 결합, 소수 성 효과¹, 안정화 및 제어 하는 요소는 디자인 규칙의 집합으로 제공 합니다. 이러한 기본적인 디자인 규칙에 대 한 연구 진행을 계속, 펩 티 드에 논리적인 다음 단계 자기 조립 포함 한다 펩 티 드 기반 구조와 기능의 다양성을 확대. 펩 티 드를 자체 조립 하는 동안은 많은 생물 의학 응용 프로그램에 대 한 펩 티 드 순서 또는 어셈블리 조건^2,3,4, 개발 전략을 조정 하 여 사용 된 다양 한 소재 펩 티 드 nanofibers^5,6,7,,8

Protocol

1. 합성 및 1, 2-Dithiolane의 정화 수정 펩 티 드

1. Dithiolane 선구자, 3-(acetylthio)-2의 합성-(acetylthiomethyl) propanoic 산¹⁹.
   1. 3의 1 g 추가-브로 모-2-(bromomethyl) 프로 산 (1 equiv.) 최소한의 55 ° c.에 감동과 25 mL 둥근 바닥 반응 플라스 크를 1 M NaOH (약 4 mL)에 녹 격 막으로 반응 플라스 크를 밀봉 하 고 질소 분위기에서 장소.
   2. 칼륨 thioacetate의 1.49 g를 포함 하는 솔루션을 준비 (3.2 equiv.) 4 ml 이온된 수의 및 2 M 황산의 3 mL (H₂등₄) 만드는 thioacetic 산 현장에.
   3. 플라스틱 일회용 10 mL 주사기로 thioacetic 산 성 솔루션을 당겨 하 고 주사기에 바늘을 놓습니다. 추가 혼합물 dropwise 반응 플라스 크에는 septa 통해 바늘과 피어 싱으로. 55 ° c.에 반응을 밤새 계속
   4. 메탄올과 dichloromethane (1:9)의 혼합물을 사용 하 여 실리 카 젤 60 F₂₅₄

Results

Dithiolane 선구자 분자의 초기 단계 합성 이외에도 1, 2-dithiolane 수정 펩 티 드 종합의 나머지 고체 지원 (그림 1A)에서 발생합니다. 3의 변환-브로 모-2-(bromomethyl) 프로 산 3-(acetylthio)-2-(acetylthiomethyl) propanoic 산, dithiolane 전조 ¹H에 의해 확인 되 고 전에 ¹³C NMR (그림 1B 와 C)는 자유에 결합 여전히 수 지에 펩 티 드의 N-말단 아민. 수산화 암모늄과 thiols에 thioacetate의 deprotection 전자 레인지 반응 기를 사용 하 여 수행 되 고 1, 2-dithiolane 수정 펩 티 드 수 지에서 죽 습 하기 전에 1, 2-dithiolane 메탄올에서 하룻밤 산화 .......

Discussion

이 문서는 모두 종합의 세부 사항 및 N 맨끝 1, 2-dithiolane 수정 자가 조립 펩타이드의 정화와 결과 supramolecular 구조의 특성을 설명합니다. 여기에서 보고 된 1, 2-dithiolane 펩타이드의 합성 장점이, dithiolane 선구자, 3-(acetylthio)-2 생산 하기 위해 한 단계 합성을 포함 하 여-(acetylthiomethyl) propanoic 산, 고 수 지에의 deprotection 반응 전자 레인지는 히드라 진 독성 deprotection 안전한 대안 보고 이전²⁹수산화 암모늄을 이용 하 여 산화 1, 2-dithiolane moiety를 그룹을 보호 하는 선구자 thioacetate. (그림 1A) 1, 2 dithiolane 펩 티 드의 전반적인 단단한 단계 펩 티 드 합성 시퀀스 길이 및 구성, Fmoc 보호 부자연 스러운 아미노산, 및 C 터미널 수 지 화학에 맞게 사용 하.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
링크 아미드 MBHA 수지, 고부하	Gyros Protein Technologies	RAM-5-HL	피부 및 눈과의 접촉을 피하십시오.
N, N-Dimethylformamide	Fisher Scientific	D119-4	가연성 액체 및 증기를 흡입하지 마십시오. 눈과 피부에 자극적; 개인 보호 장비를 사용하십시오. 화염으로부터 멀리 두십시오
Fmoc-L-Val-OH	Gyros Protein Technologies	FLA-25-V	개인 보호 장비를 착용하십시오; 흡입하지 마십시오
Fmoc-L-Leu-OH	Gyros Protein Technologies	FLA-25-L	개인 보호 장비를 착용하십시오;
Fmoc-L-Lys(Boc)-OH	Gyros Protein Technologies	FLA-25-KBC	개인 보호 장비를 착용하십시오; 흡입하지 마십시오.
Fmoc-L-Phe-OH	Gyros Protein Technologies	FLA-25-F	개인 보호 장비를 착용하십시오;
Fmoc-L-Ala-OH	Gyros Protein Technologies	FLA-25-A	개인 보호 장비를 착용하십시오;
Fmoc-L-Gln(Trt)-OH	Gyros Protein Technologies	FLA-25-QT	개인 보호 장비를 착용하십시오; 흡입하지 마십시오.
N, N, N ′ , N ′ - 테트라 메틸 -O- (1H- 벤조 트리아졸 -1- 일) 우로늄 헥사 플루오로 포스페이	자이로 단백질 기술	26432	피부, 눈 및 호흡기 자극을 일으키는 원인; 흡입하지 마십시오; 후드 아래 또는 통풍이 잘되는 곳에서 사용
Gyros Protein Technologies	PS3-MM-L	의 0.4 M N- 메틸 모르 폴린	가연성이 높은; 개인 보호 장비를 착용하십시오. 열을 피하고 용기를 단단히 닫아 두십시오. 흡입하거나 삼키지 마십시오.
Gyros Protein Technologies	PS3-PPR-L	에서 20% 피페리딘을	. 심한 눈과 피부 화상을 유발합니다. 가연성 액체 및 증기;
디클로로 메탄	Fisher Scientific	D37-4	암을 유발할 수 있습니다. 흡입하지 마십시오. 개인 보호 장비를 착용하십시오. 후드 아래에서만 사용하십시오. 접촉한 경우 최소 15분 동안 물로 상승하여 의사의 진료를 받으십시오
아세토니트릴	Fisher Scientific	A998-4	가연성; 눈에 자극적임; 개인 보호 장비를 사용하십시오. 흄 후드 아래에서만 사용하십시오. 화염이나 뜨거운 표면에서 멀리 보관하십시오. 접촉한 경우에 적어도 15 분 동안 물로 헹구고 의사의 진료를 받으십시오
trifluoroacetic 산	피셔 사이언티픽	A116-50	심한 화상을 일으키는 원인이 되; 흡입하지 마십시오; 수생 생물에 해롭습니다; 개인 보호 장비를 사용하십시오; 흄 후드 아래에서만 사용하십시오; 접촉한 경우 적어도 15분 동안 물로 헹구고 즉시 치료를 받으십시오
4% 우라닐 아세테이트	전자 현미경 과학	22400-4	흡입하지 마십시오. 수생 생물에 해로운
4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid	Acros Organics	AC172571000	흡입하지 마십시오; 실외나 환기가 잘 되는 곳에서 사용하십시오
질소 가스	TechAir		압력이 가해지면 내용물이 폭발할 수 있습니다. 가열하면 폭발할 수 있습니다
3-bromo-2-(bromomethyl)propionic acid	Alfa Aesar	AAA1963014	흡입하지 마십시오; 피부와 눈에 자극을 일으키며; 부식성
수산화나트륨	Fisher Scientific	S318-100	개인 보호 장비를 사용하십시오; 오직 흄 후드 아래에서만 사용하십시오; 만약 접촉하면 적어도 15분 동안 헹구고 치료를 받으십시오
티오아세트산 칼륨	Acros	Organics AC221300250	피부와 눈에 자극을 일으키며; 흡입하지 마십시오; 개인 보호 장비를 사용하십시오
황산	Fisher Scientific	SA213	화상을 일으킵니다. 물에서 멀리 유지하십시오. 가연성 물질로부터 멀리하십시오. 흡입하지 마십시오. 개인 보호 장비를 사용하십시오. 접촉하는 경우 적어도 15 분 동안 헹구고 의사의 진료를 받으십시오
chloroform-d	Acros Organics	AC320690075	가능한 암 위험; 피부와 눈을 자극; 흡입하지 마십시오; 개인 보호 장비를 사용하십시오. 흄 후드 아래에서만 사용하십시오. 접촉하는 경우 최소 15 분 동안 헹굼 부위를 헹구고 의사의 진료를 받으십시오
클로로포름	Fisher Scientific	C298-4	가능한 암 위험; 피부와 눈을 자극; 흡입하지 마십시오. 개인 보호 장비를 사용하십시오. 흄 후드 아래에서만 사용하십시오. 적어도 15분 동안 헹굼 부위에 접촉하고 의사의 주의를 끌 경우
N,N-디이소프로필에틸아민	아크로스 유기물	AC367841000	고인화성; 수생 생물에 해롭습니다; 개인 보호 장비를 착용하십시오;
수산화 암모늄	Fisher Scientific	A669S-500	부식성;
메탄올	Fisher Scientific	A452-4	가연성 액체 및 증기; 개인 보호 장비를 사용하십시오. 흡입하지 마십시오. 적어도 15 분 동안 헹굼 부위를 접촉하고 의사의 진료를 받으십시오
트리 이소 프로필 실란	시그마 알드리치	233781	가연성; 개인 proctective 안전 장비를 사용하십시오. 용기를 단단히 닫아 두십시오
디 에틸 에테르	피셔 과학	E138-1	매우 가연성; 피부와 눈에 자극적임; 개인 보호 장비 사용
2,5-dihydroxybenzoic acid	Sigma Aldrich	39319-10x10MG-F	는 흡입하지 마십시오.피부와 눈을 자극
알파 시아 노 -4- 하이드 록시 신남산 알파 시아 노 -4- 하이드 록시 신남산 알파	시아	AAJ67635EXK
c18 지퍼 팁	Millipore	ZTC18S096
tris (2- 카르 복시 에틸) 포스핀 하이드로 클로	Thermo Scientific	PI20490
실리카겔 60 F254 코팅 알루미늄 백업 TLC 시트	EMD Millipore	1.05549.0001
얇은 벽 정밀 NMR 튜브	Bel-Art	663000585	5mm O.D.
모든 플라스틱 Norm-Ject 주사기	Air Tite	AL10
일회용 바늘	BD PrecisionGlide	BD 305185	사용한 바늘은 날카로운 물건에 폐기됩니다 쓰레기통
일회용 프릿 주사기 Torviq		SF1000LL	10mL 프릿 주사기가 보고서에 사용되었지만 대규모 합성에 필요한 경우 더 큰 주사기를 사용할 수 있습니다.
탄소 그리드	테드 펠라, Inc.	CF200-CU	의 반짝이는 구리 쪽이 아닌 탄소 그리드 쪽에서 샘플과 염색을 준비하십시오
	전자 현미경 과학	78318-3X	매우 날카로운 팁, 길이: 120mm
0.1mm 짧은 경로 길이 셀	Starna Cells, Inc.	20/C-Q-0.1	깨지기 쉬운
10mL 용기 캡	CEM	909210
10mL 압력 용기	CEM	908035
Aeris Semi-Prep HPLC 컬럼	Phenomenex	00F-4632-N0	150 x 10mm
셀 홀더	Starna Cells, Inc.	CH-2049	짧은 경로 길이 세포를 사용할 때 필요
PS3 펩타이드 합성기	, Gyros Protein Technologies
DiscoverSP 마이크로파 반응기	CEM
원심 분리기	HERMLE	Z 206 A	, 고정 6x50 mL 로터를 사용,
HPLC	Shimadzu		UV 검출기
핵 자기 공명 분광계	Avance, Bruker		300MHz
MALDI-TOF 질량 분석기	Axima Confidence, Shimadzu
동결 건조기	Millrock Technology	BT85A
푸리에 변환 적외선 분광계	알파 텐서, Bruker
전송 전자 현미경	Tecnai Spirit, FEI		Gatan Orius 광섬유 CCD 디지털 카메라와 함께 사용됩니다. CSCU Center for Nanotechnology
Circular Dichroism Spectropolarimeter	J-810, JASCO		셀 펠티에 온도 컨트롤러와 함께 사용됩니다. Wesleyan University에서 액세스할 수 있습니다.