Um protocolo é descrito para a síntese manual de oligo-peptoids seguido por análise de sequência por espectrometria de massa.
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Artigo de método
Um protocolo é descrito para a síntese manual de oligo-peptoids seguido por análise de sequência por espectrometria de massa.
Peptoids são oligômeros peptídeo-imitando sequência controlada constituído por unidades de N-alquilados de glicina. Entre muitas aplicações potenciais, peptoids ter sido pensado como um tipo de armazenamento de informação molecular. Análise de espectrometria de massa tem sido considerada o método de escolha para peptoids de sequenciamento. Peptoids podem ser sintetizados via química de fase sólida usando um repetição ciclo de reação em duas fases. Aqui nós apresentamos um método para sintetizar manualmente oligo-peptoids e analisar a sequência do peptoids usando técnicas de espectrometria de massa (MS/MS) em tandem. A amostra peptoid é um nonamer consistindo de alternadas de N-(2-methyloxyethyl) glicina (Nme) e N-(2-feniletílico) glicina (Npe), bem como uma N-(2-aminoetil) glicina (Nae) no N-terminal. A fórmula de sequência do peptoid é Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, onde Ac é o grupo acetila. A síntese ocorre em uma embarcação da reação de fase sólida comercialmente disponível. A resina de Amida rinque é usada como o sólido apoio para produzir o peptoid com um grupo de amido no C-terminal. O produto resultante do peptoid é submetido a análise de sequência usando um espectrômetro de massa triplo-quadrupolo, acoplado a uma fonte de ionização electrospray. A medição de MS/MS produz um espectro de íons fragmento resultante da dissociação do peptoid carregado. Os íons de fragmento são classificados com base nos valores de sua relação massa-de-carga (m/z). Os valores de m/z dos íons fragmento são comparados com as massas nominais de íons do fragmento teoricamente previsto, de acordo com o esquema de peptoid de fragmentação. A análise gera um padrão de fragmentação do peptoid carregado. O padrão de fragmentação é correlacionado com a sequência de monômero do peptoid neutro. A este respeito, MS análise lê as informações de sequência do peptoids.
Peptoids são uma classe de polímeros sequência controlada com estruturas de espinha dorsal, imitando a estrutura de peptídeos. Peptoids pode ser sintetizado a partir diversas aminas, que permite peptoids a expor propriedades altamente sintonizável1,2. Peptoids têm sido utilizados como modelos moleculares para pesquisas biofísicas, considerados como agentes terapêuticos e concebido como ligantes para proteínas3,4,5,6. Peptoids foram desenvolvidos em uma variedade de compostos biologicamente ativos, tais como materiais anti-incrustantes e anticorpo-mimética, agentes antimicrobianos e inibidores de enzima7,8,9. Com uma natureza altamente ordenada e ajustável, peptoids têm também sido pensado como um tipo de armazenamento de informação molecular10. A descoberta dessas chamadas de diversas aplicações para o desenvolvimento de métodos analíticos eficientes para caracterizar a sequência e estrutura de peptoids. Técnicas de espectrometria de massa em tandem-baseado mostraram a promessa como o método de escolha para analisar as propriedades de sequência de polímeros sequência controlada, incluindo peptoids11,12,13, 14,15. No entanto, estudos sistemáticos, correlacionando os padrões de fragmentação do íon peptoid resultantes de estudos de espectrometria de massa e as informações estruturais de peptoids são muito limitados.
Peptoids podem ser facilmente sintetizados usando um método de fase sólida. O método desenvolvido envolve uma iteração de um monômero do Two-Step adição ciclo16,17. Em cada ciclo de adição, uma amina ligados a resina é acetilada por um haloacetic ácido (normalmente bromoacético BMA), e este é seguido por uma reação de deslocamento com uma amina primária. Embora a síntese automatizado protocolos foram rotineiramente aplicados para a síntese de peptoid, peptoids podem ser sintetizados manualmente com excelente rendimento em um padrão química laboratório16,18,19, 20.
Nosso laboratório tem adotado o método da síntese de peptoid manual e simplificado o aparelho utilizado nos métodos existentes. Estudamos, anteriormente, os padrões de fragmentação de uma série de peptoids, usando técnicas de MS/MS21,22,23. Nossos resultados mostram que peptoids produzir fragmentações características quando eles estão sujeitos a dissociação induzida por colisão (CID)21,23 ou captura eletrônica-experiências de dissociação (ECD)22 . Neste artigo, demonstramos como oligo-peptoids pode ser sintetizado em um laboratório de química padrão, como a realizar os experimentos de CID usando um espectrômetro de massa triplo-quadrupolo e como analisar os dados espectrais. O peptoid a ser sintetizado e caracterizado é um nonamer com Acetilação N-terminal e C-terminal amidation, Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2. A estrutura da peptoid é mostrada na Figura 1.
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1. síntese de Peptoid
Nota: A síntese começa com a ativação da resina inchaço da resina e removendo o grupo protegendo. Isto é seguido pelo crescimento da cadeia de peptoid para a resina através de ciclos de adição do monômero de repetição. O primeiro monómero acoplado à resina é o resíduo do C-terminal. O peptoid é alongada do C-terminal para o extremidade N-terminal. Uma vez que a sequência de peptoid desejada é alcançada, a resina é clivada fora e o produto peptoid é purificado.
2. MS medições e análise de sequência
Nota: O experimento de MS/MS é realizado em um espectrômetro de massa triplo-quadrupolo, acoplado a uma fonte de ionização (ESI) electrospray. Coleta de dados é controlada usando o software de aquisição de dados acompanhado com o instrumento. O procedimento geral inclui 1) executa a experiência de espectrometria de massa de varredura completa e gravando o espectro de massa, 2) realizando a CID MS/MS experimentar e gravação do espectro de MS/MS e 3) comparando os dados espectrais de MS/MS com teórica esquema de fragmentação previu baseia a característica estrutural da peptoid.
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A estrutura de um peptoid 9-mer com Acetilação N-terminal, Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, é mostrada na Figura 1. O peptoid foi sintetizado manualmente em uma embarcação da reação de polipropileno fritado através de abordagem de fase sólida. Resina de amida de pista (0,047 mmol, 84 mg com carregamento 0,56 mmol/g) é usada como o sólido apoio para produzir o peptoid com um amidated C-terminal. A cadeia de peptoid é construída por vários ciclos de...
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Um peptoid nonamer, Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, tem sido sintetizado usando o protocolo apresentado. O aparelho de síntese envolve uma embarcação da reação de fase sólida polipropileno como seringa e um agitador mecânico. Os vasos de reação são comercialmente disponíveis e de baixo custo. Um agitador mecânico é um aparelho comum em laboratórios de química. Com o uso de uma embarcação da reação como seringa, soluções podem ser sugadas e empurradas para fora do navio, manualmente, movendo o êmbolo. Esta té...
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Os autores não têm nada para divulgar.
Os autores gostaria de agradecer o Sr. Michael Connolly e Dr. Ronald Zuckermann (The Foundry Molecular, Lawrence Berkeley National Laboratory) técnica apoio na síntese de peptoid. Reconhecemos o apoio da Fundação Nacional de ciência (-1301505). Todos os experimentos de espectrometria de massa foram realizados na instalação de espectrometria de massa de química na Universidade do Pacífico.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Espectrômetro de massa quadrupolo triplo ESI, Varian 320L | Agilent Technologies Inc. | O espectrômetro de massa foi adquirido da Varian, Inc. | |
| Varian MS Workstation, Versão 6.9.2, um software de aquisição e análise de dados | Varian Inc. | O software faz parte do pacote Varian 320L | |
| Shaker de ação de pulso Burrell Scientific, Modelo 75 DD | Fisher Scientific International Inc. | 14-400-126 | |
| Centrífuga Hermle, Modelo Z 206 A | Hermle Labortechnik GmbH | ||
| Vaso de reação em fase sólida, 10 mL | Torviq | SF-1000 | |
| Capacitores de pressão para vasos de reação | Torviq | PC-SF | |
| Filtros de seringa, tamanho de poros 0,2 e mu; m | Fisher Scientific Inc. | 03-391-3B | |
| Filtros de seringa, tamanho dos poros 0,45 e mu; m | Fisher Scientific Inc. | 03-391-3A | |
| Remolcadores de centrífuga de polipropileno, 50 mL | VWR International, LLC. | 490001-626 | |
| Remolcadores de centrífuga de polipropileno, 15 mL | VWR International, LLC. | 490001-620 | |
| ChemBioDraw, Ultra, Versão 12.0 | CambridgeSoft Corporation | A CambridgeSoft agora faz parte da PerkinElmer Inc. | |
| Copo de isopor, 12 oz | Supermercado Comum | ||
| Resina amida de pista | Chem-Impex International, Inc. | 10619 | |
| Piperidina | Chem-Impex International, Inc. | 02351 | Altamente tóxico |
| N, N'-diisopropilcarbodimimida | Chem-Impex International, Inc. | 00110 | Altamente tóxico |
| Ácido bromoacético | Chem-Impex International, Inc. | 26843 | Altamente tóxico |
| 2-Feniletilamina | VWR International, LLC. | EM8.07334.0250 | |
| 2-Metioxietilamina | Sigma-Aldrich Co. LLC. | 241067 | |
| N-Boc-etilendiamina | VWR International, LLC. | AAAL19947-06 | |
| Anidrido acético | Sigma-Aldrich Co. LLC. | 252845 | |
| N, N-dimetilformamida | VWR International, LLC. | BDH1117-4LG | Destilação adicional antes do uso |
| N, N-diisopropiletilamina | Chem-Impex International, Inc. | 00141 | |
| Triisopropilsilanano | Chem-Impex International, Inc. | 01966 | |
| Ácido trifluoroacético | Chem-Impex International, Inc. | 00289 | Altamente tóxico |
| Sistema Acadêmico de Purificação de Água Millipore MILLI-Q | Millipore Corporation | ZMQP60001 | Para gerar água de grau HPLC |
| Água de grau HPLC | Produzido pela Millipore MILLI-Q® Sistema Acadêmico de Purificação de Água | ||
| Metanol | Pharmco-Aaper | 339USP/NF | Grau HPLC |
| Acetonitrila | Fisher Scientific International, Inc. | A998-4 | Grau HPLC |
| Éter dietílico | VWR International, LLC. | BDH1121-19L | Destilação adicional antes do uso |
| Diclorometano | VWR International, LLC. | BDH1113-19L | Destilação adicional antes do uso |
| Gás nitrogênio | Fresno Oxigênio/Suprimento Barnes | NIT 50-C-F | Ultra alta pureza, 99,9995% |
| Gás argônio | Fresno Oxigênio/Suprimento Barnes | ARG 50-C-F | Ultra alta pureza, 99,9995% |
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