January 26th, 2016
Описан простой и общий метод синтеза циклических пептидов с помощью микроволнового облучения. Эта процедура позволяет синтезировать основные циклические пептиды с коллекцией различных конформаций при сохранении боковых цепей и фармакофорных фрагментов, и, следовательно, позволяет проводить скрининг на биоактивную конформацию.
Общей целью данной процедуры является разработка сфокусированной циклической пептидомиметической библиотеки с конформационным разнообразием с использованием микроволнового облучения для разработки новых антипаразитарных препаратов. Этот метод может помочь в разработке новых инструментов для специфического нацеливания на белок-белковые взаимодействия. Чтобы начать эту процедуру, добавьте в полипропиленовый картридж 2,5 миллилитра нужной аминокислоты, один миллилитр активатора и 0,5 миллилитра основы активатора.
Поместите картридж в автоматический синтезатор микроволновой печи и дайте реакции сопряжения протекать в течение 300 секунд при мощности 25 Вт и температуре 75 градусов Цельсия. Как только реакция будет завершена, промойте смолу семью миллилитрами N, N-диметилформамида или ДМФА в течение 120 секунд при комнатной температуре. Повторив предыдущий шаг пять раз, добавьте семь миллилитров 20% пиперидина в DMF с 0,1 молярного 1-гидроксибензотриазола, или HOBt, в полипропиленовый картридж и инкубируйте в течение 30 секунд при мощности 45 Вт и 75 градусах Цельсия.
Когда закончите, слейте реакционную смесь. Далее добавьте в полипропиленовый картридж семь миллилитров 20%-ного пиперидина в ДМФА с 0,1 молярного HOBt и инкубируйте в течение 180 секунд при мощности 45 Вт и 75 градусах Цельсия. После слива реакционной смеси промойте смолу семью миллилитрами ДМФА в течение 120 секунд при комнатной температуре.
Затем промойте смолу семью миллилитрами дихлорметана, или DCM, в течение 120 секунд при комнатной температуре. Для соединения ангидридов промойте смолу семью миллилитрами 1-метил-2-пирролидинона, или NMP, в течение 120 секунд при комнатной температуре. Когда закончите, слейте реакционную смесь.
Повторив предыдущий шаг три раза, растворите 10 эквивалентов соответствующего ангидрида в пяти миллилитрах NMP в 50-миллилитровой полипропиленовой трубке. Затем добавьте в раствор один эквивалент 4-диметиламинопиридина или DMAP и 10 эквивалентов N, N-диизопропилэтиламина или DIEA. Добавьте эту смесь в смолу, и выдерживайте в течение 300 секунд при мощности 25 Вт и 75 градусах Цельсия.
После промывки смолы NMP промойте ее семью миллилитрами DMF в течение 120 секунд при комнатной температуре. На этом этапе переложите смолу в полипропиленовый картридж, оснащенный пробкой крышки и запорным краном. После того, как смола была промыта DCM, добавьте от 15 до 25 миллилитров смеси 1% трифторуксусной кислоты, 5% триизопропилсилана и 94% DCM в полипропиленовый картридж на 1 грамм смолы.
Поместите полипропиленовый картридж на шейкер и встряхивайте в течение пяти минут при комнатной температуре. После этого слейте раствор из полипропиленового картриджа, подав вакуум. Повторив предыдущие действия три раза, промойте смолу семью миллилитрами DCM в течение 120 секунд при комнатной температуре.
Эти шаги очень важны, так как было обнаружено, что тритиловые защитные группы в нескольких смолах частично расщепляются в растворах DCM-трифторуксусной кислоты. Удаление метилтритиловых групп — медленный процесс, требующий нескольких промывок. В полипропиленовой трубке объемом 50 миллилитров растворите пять эквивалентов бензотриазола-1-ли-окси-трис-пирролидинофосфония гексафторфосфата в пяти миллилитрах дибромметана.
Затем добавьте в раствор 10 эквивалентов DIEA. Добавьте смесь в смолу, промытую DCM, и выдерживайте в течение 300 секунд при мощности 25 Вт и 75 градусах Цельсия. После этого промойте смолу семью миллилитрами DCM в течение 120 секунд при комнатной температуре.
После двух стирок DCM переложите смолу в полипропиленовый картридж и дважды промойте диэтиловым эфиром. Высушите смолу в вакуумном эксикаторе при комнатной температуре не менее трех часов над гидроксидом калия. Далее добавьте 10 миллилитров предварительно охлажденного коктейля из трифторуксусной кислоты в каждый грамм смолы.
Поместите полипропиленовый картридж на шейкер и встряхивайте в течение 3 часов при комнатной температуре. После этого соберите раствор для расщепления, отфильтровав смолу в полипропиленовую трубку объемом 50 миллилитров. Добавьте в тюбик 35 миллилитров холодного диэтилового эфира.
Центрифугируйте в течение пяти минут при температуре 1, 207 раз g при четырех градусах Цельсия. Затем сцедите слой эфира. Для теста Кайзера приготовьте раствор А, растворив 16,5 миллиграммов цианистого калия в 25 миллилитрах дистиллированной воды.
Разведите один миллилитр раствора с 49 миллилитрами перидина. Далее приготовьте раствор В, растворив один грамм нингидрина в 20 миллилитрах этанола. Приготовьте раствор С, растворив 40 грамм фенола в 20 миллилитрах этанола.
После того как растворы будут приготовлены, переложите несколько шариков из смолы в пробирку. Добавьте по три капли каждого раствора в тюбик, и перемешайте. Наконец, нагрейте пробирку на нагревательном блоке до 110 градусов Цельсия в течение пяти минут.
Синтез основных циклических пептидов проводили с помощью автоматизированного СВЧ-синтезатора на твердой основе по протоколу FMOC, t-бутила. Продукт был проанализирован методом масс-спектрометрии, а степень его чистоты определена с помощью ВЭЖХ. Биологический скрининг показал, что пептид pL1 был активен против Leishmania donovani, паразита, вызывающего висцеральный лейшманиоз, наиболее тяжелый лейшманиоз у людей.
Пептид pL1 снижал жизнеспособность паразитов на 75% по сравнению с контрольной обработкой. После освоения этой техники ее можно выполнить за три-пять дней, если она выполнена правильно. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в самых разных областях к изучению пептидов в качестве фармакологических регуляторов в фундаментальных исследованиях и терапии.
После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как разработать специализированную библиотеку пептидомиметиков с конформационным разнообразием, чтобы целенаправленно нацеливаться на белок-белковые взаимодействия. Не забывайте, что работа с трифторуксусной кислотой может быть чрезвычайно опасной, и при выполнении этой процедуры всегда следует соблюдать меры предосторожности, такие как ношение защитных очков, лабораторного халата и перчаток при работе в хорошо проветриваемом капюшоне.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
В этой статье описан метод синтеза циклических пептидов с использованием микроволонового облучения. Процедура позволяет создавать различные конформации, сохраняя боковые цепи и фармакофорные группы, что облегчает отбор биологически активных конформаций.
Targeting parasite-specific protein-protein interactions (PPIs) with cyclic peptidomimetics offers a path to selective anti-parasitic therapeutics with improved bioavailability and metabolic stability. This microwave-assisted backbone cyclic peptide library approach enables rapid generation of conformational diversity for systematic screening, supporting early-stage target validation and lead identification in infectious disease programs. The method reduces synthesis time and increases library accessibility, facilitating hit-to-lead progression for neglected disease targets.
This method fits within the early discovery continuum, enabling target validation through PPI interference, feeding into lead identification via conformational screening, and supporting preclinical progression through demonstrated antiparasitic activity.