Een protocol voor de synthese van een 1,2-dithiolane gemodificeerde peptide en de karakterisatie van de supramoleculaire structuren die voortvloeien uit de peptide zelf-assemblage.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Een protocol voor de synthese van een 1,2-dithiolane gemodificeerde peptide en de karakterisatie van de supramoleculaire structuren die voortvloeien uit de peptide zelf-assemblage.
Dit verslag richt zich op de synthese van een N-terminus 1,2-dithiolane gemodificeerde zelfassemblerende peptide en de karakterisatie van de resulterende zelf geassembleerd supramoleculaire structuren. De synthetische route maakt gebruik van solid-phase peptide synthese met de koppeling van de op-hars van de dithiolane voorloper molecule, 3-(acetylthio) -2-(acetylthiomethyl) propanoic acid, en de magnetron-bijgewoonde thioacetate deprotection van de peptide N-terminus vóór definitieve splitsing van de hars aan opbrengst de 1,2-dithiolane bewerkt peptide. Na de zuivering van de krachtige vloeibare chromatografie (HPLC) van de 1,2-dithiolane peptide, afgeleid van de nucleating kern van de Aβ peptide geassocieerd met de ziekte van Alzheimer, is aangetoond dat de peptide zelf monteren in cross-β-amyloïde vezels. Protocollen bij het karakteriseren van de amyloïde vezels door Fourier-transform infrarood spectroscopie (FT-IR), circulair dichroïsme spectroscopie (CD) en transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) worden gepresenteerd. De methoden van N-terminal met een 1,2-dithiolane groep aangebrachte goed gekarakteriseerd zelfassemblerende peptiden kunnen nu worden onderzocht als modelsystemen na vergadering wijziging strategieën ontwikkelen en dynamische covalente chemie verkennen op Supramoleculaire peptide nanofiber oppervlakken.
De robuuste peptide bond vorming van chemie betrokken bij solid-phase peptide synthese en de mogelijkheid om controle van volgorde lengte en samenstelling maken de peptiden die zelf monteren in supramoleculaire structuren een zwaar onderzocht veld. De factoren die bepalen en stabiliseren van peptide zelf geassembleerde structuren, met inbegrip van de zijketen sterische en elektrostatische interacties, waterstof binding en hydrofobe effecten1, dienen als een set van regels voor het ontwerp. Aangezien het onderzoek naar deze fundamentele ontwerpregels vooruitgang blijft, de logische volgende stap in peptide zelf-assemblage gaat om uitbreiding van de diversiteit van peptide gebaseerde structuren en functies. Tijdens het zelf monteren van peptiden zijn een veelzijdige biomaterial die zijn gebruikt voor vele biomedische toepassingen door de peptide sequentie of vergadering voorwaarden2,3,4, de ontwikkeling van strategieën voor tuning na montage wijzigingen naar peptide nanofibers5,6,7,8,9 blijft een relatief onontgonnen terrein.
Dynamische bisulfide uitwisseling en thiol chemie aan de oppervlakte van supramoleculaire structuren is een gebied dat het potentieel heeft om nieuwe en functionele biomaterialen opleveren. De opneming van 1,2-dithiolane wordt (meestal een derivaat van liponzuur (la) of asparagusic zuur (aa)) zijn gemeld in liposomen systemen10,11, blok copolymeren12,13, en als het organiseren van ankers op oppervlakken14,15. Hierin, rapporteren we de synthese en de karakterisering van een zelfassemblerende peptide afgeleid van de nucleating kern van de Aβ peptide geassocieerd met de ziekte van Alzheimer die is gewijzigd om de N-terminus met een 1,2-dithiolane functionele groep16, 17. De resulterende supramoleculaire vezels dienen nu als een experimenteel platform te bestuderen van de bisulfide-uitwisseling en thiol reactiviteit op het supramoleculaire oppervlak van amyloïde vezels18.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. synthese en zuivering van 1,2-Dithiolane gemodificeerde Peptide
2. karakterisering van supramoleculaire structuren zelf-assemblage
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Afgezien van de eerste one-step-synthese van de molecule dithiolane voorloper, de rest van de 1,2-dithiolane bewerkt peptide synthese treedt op op een stevige steun (figuur 1A). De conversie van 3-bromo - 2-(bromomethyl) propionzuur 3-(acetylthio) -2-(acetylthiomethyl) propanoic acid, de voorloper van de dithiolane, wordt bevestigd door 1H en 13C-NMR (figuur 1B en C) voordat het is gekoppeld...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit artikel behandelt de details van zowel de synthese en de zuivering van een N-terminal 1,2-dithiolane bewerkt zelfassemblerende peptide en de karakterisatie van de resulterende supramoleculaire structuren. De synthese van de 1,2-dithiolane peptide gemeld hier heeft voordelen, met inbegrip van een one-step synthese voor de productie van de dithiolane-precursor, 3-(acetylthio) -2-(acetylthiomethyl) propanoic acid, en de op-hars magnetron deprotection reactie van de voorloper thioacetate groep om de groep van de geoxidee...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
De auteurs wil Dr. B. Ellen Scanley bedanken voor haar technische opleiding en hulp bij gebruik van de TEM op de Connecticut State hogescholen en Universiteit (CSCU) centrum voor nanotechnologie en Dr. Ishita Mukerji Wesleyan Universiteit voor toegang tot haar CD spectrofotometer. Het werk die zijn gerapporteerd werd gedeeltelijk ondersteund door het Science Institute at Fairfield University, de NASA Connecticut ruimte Grant Consortium, en door de National Science Foundation onder Grant nummer CHE-1624774.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Rink amide MBHA resin, high load | Gyros Protein Technologies | RAM-5-HL | Vermijd contact met huid en ogen; niet inademen |
| N,N-Dimethylformamide | Fisher Scientific | D119-4 | Ontvlambare vloeistof en damp; irriterend voor ogen en huid; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; uit de buurt van open vuur houden |
| Fmoc-L-Val-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-V | Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; niet inademen |
| Fmoc-L-Leu-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-L | Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; niet inademen |
| Fmoc-L-Lys(Boc)-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-KBC | Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; niet inademen |
| Fmoc-L-Phe-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-F | Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; niet inademen |
| Fmoc-L-Ala-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-A | Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; niet inademen |
| Fmoc-L-Gln(Trt)-OH | Gyros Protein Technologies | FLA-25-QT | Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; niet inademen |
| N,N,N′,N′-Tetramethyl-O-(1H-benzotriazol-1-yl)uronium hexafluorophosphate | Gyros Protein Technologies | 26432 | Veroorzaakt irritatie van huid, ogen en ademhalingsorganen; niet inademen; gebruik onder afzuigkap of in goed geventileerde ruimte |
| 0.4 M N-methylmorpholine in DMF | Gyros Protein Technologies | PS3-MM-L | zeer ontvlambaar; gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; uit de buurt van hitte houden en container goed gesloten houden; niet inademen of inslikken; huid grondig wassen na contact |
| 20% piperidine in DMF | Gyros Protein Technologies | PS3-PPR-L | Veroorzaakt ernstige verbrandingen van ogen en huid; ontvlambare vloeistof en damp; niet inademen |
| dichloromethane | Fisher Scientific | D37-4 | Kan kanker veroorzaken; niet inademen; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; alleen onder afzuigkap gebruiken; bij contact met water spoelen gedurende ten minste 15 minuten en medische hulp inschakelen |
| acetonitrile | Fisher Scientific | A998-4 | Ontvlambaar; irriterend voor ogen; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; alleen onder afzuigkap gebruiken; uit de buurt van open vuur of hete oppervlakken houden; bij contact met water spoelen gedurende ten minste 15 minuten en medische hulp inschakelen |
| trifluoroacetic acid | Fisher Scientific | A116-50 | Veroorzaakt ernstige brandwonden; niet inademen; schadelijk voor aquatisch leven; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; alleen onder afzuigkap gebruiken; bij contact met water spoelen gedurende ten minste 15 minuten en onmiddellijk medische hulp inschakelen |
| 4% uranyl acetate | Electron Microscopy Sciences | 22400-4 | Niet inademen; schadelijk voor aquatisch leven |
| 4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid | Acros Organics | AC172571000 | Niet inademen; gebruik buitenshuis of in goed geventileerde ruimte |
| nitrogen Gas | TechAir | Inhoud onder druk, kan ontploffen bij verhitting | |
| 3-bromo-2-(bromomethyl)propionic acid | Alfa Aesar | AAA1963014 | Niet inademen; veroorzaakt irritatie van huid en ogen; corrosief |
| sodium hydroxide | Fisher Scientific | S318-100 | Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; alleen onder afzuigkap gebruiken; bij contact met gebied spoelen gedurende ten minste 15 minuten en medische hulp inschakelen |
| potassium thioacetate | Acros Organics | AC221300250 | Veroorzaakt irritatie van huid en ogen; niet inademen; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen |
| sulfuric acid | Fisher Scientific | SA213 | Veroorzaakt brandwonden; uit de buurt van water houden; uit de buurt van brandbaar materiaal houden; niet inademen; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; bij contact met gebied spoelen gedurende ten minste 15 minuten en medische hulp inschakelen |
| chloroform-d | Acros Organics | AC320690075 | Mogelijk kankergevaar; irriterend voor huid en ogen; niet inademen; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; alleen onder afzuigkap gebruiken; bij contact met gebied spoelen gedurende ten minste 15 minuten en medische hulp inschakelen |
| chloroform | Fisher Scientific | C298-4 | Mogelijk kankergevaar; irriterend voor huid en ogen; niet inademen; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; alleen onder afzuigkap gebruiken; bij contact met gebied spoelen gedurende ten minste 15 minuten en medische hulp inschakelen |
| N,N-diisopropylethylamine | Acros Organics | AC367841000 | Zeer ontvlambaar; schadelijk voor aquatisch leven; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; niet inslikken |
| ammonium hydroxide | Fisher Scientific | A669S-500 | Corrosief; niet inademen |
| methanol | Fisher Scientific | A452-4 | Ontvlambare vloeistof en damp; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen; niet inademen; bij contact met gebied spoelen gedurende ten minste 15 minuten en medische hulp inschakelen |
| triisopropylsilane | Sigma Aldrich | 233781 | Ontvlambaar; gebruik persoonlijke veiligheidsuitrusting; container goed gesloten houden |
| diethyl ether | Fisher Scientific | E138-1 | Uiterst ontvlambaar; irriterend voor huid en ogen; Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen |
| 2,5-dihydroxybenzoic acid | Sigma Aldrich | 39319-10x10MG-F | Niet inademen; irriterend voor huid en ogen |
| alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid | Alfa Aesar | AAJ67635EXK | |
| c18 zip-tip | Millipore | ZTC18S096 | |
| tris |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.