Синтез информационных пептоидов и их последовательность-направленной динамической ковалентной самосборки

Этот протокол позволяет информационно-направленной сборки олигомерных последовательностей динамических ковалентных взаимодействий, действительно имитируя последовательности селективной гибридизации нуклеиновых кислот, но с увеличением прочности межстрановых связей. Динамические ковалентные сборки, как правило, ограничиваются простыми архитектурами из-за их ограниченной способности к перестановке облигаций и коррекции ошибок. В отличие от этого, поднимая вдоль концентрации кислоты Льюиса повлиять на диссоциацию облигаций, а затем катализировать перестановки облигаций, этот метод смягчает распространенные кинетические ограничения захвата самосборки систем.

Этот метод может быть использован в различных областях, которые используют ковалентные реакции перестановки облигаций, от ковалентных органических рамок с исключительно низкими показателями дефектов до интерфейсов биоматериальных тканей, которые способны адаптировать и разместить продолжение реконструкции подстрата тканей. При выполнении этой техники в первый раз, люди могут найти кинетически захваченных сборок даже после длительного времени annealing. Мы советуем впервые пользователям попытаться гибридизации между олигомерами, несущими исключительно альдегид и исключительно остатки амина, упрощая закодированную информацию и, таким образом, гибридизацию.

Чтобы начать эту процедуру, взвесить 0,125 грамма фотолабильной смолы FMOC твердой поддержки и добавить его в fritted автоматизированного сосуда реакции синтезатора. Вставьте сосуд в микроволновую часть синтезатора. Заполните основную бутылку растворителя DMF и бутылку депротектора раствором 20%4-метилпипридин в DMF и опорожните отходы.

Далее, подготовить один молярных растворов бромоацетической кислоты и DIC в DMF с общим объемом 1,5 миллилитров для каждого остатка в последовательности и 0,47 миллилитров ацетического ангидрида до 4,53 миллилитров DMF, чтобы сделать пять миллилитров укупорки решения. Подготовка 0,5 молярных растворов каждого первичного амина, которые будут использоваться в NMP. Общий объем каждого раствора должен быть 2,5 миллилитров на каждый остаток соответствующего первичного амина плюс дополнительные 2,5 миллилитров.

Добавьте все решения в многогранный автоматизированный синтезатор. Используя автоматизированный синтезатор пептида, набухают смолы, расщепляют группу FMOC, и выполнять реакцию перемещения, как указано в текстовом протоколе. После этого, засолизать стены fritted стеклянный сосуд реакции оснащены трех-путь стопкок, заполнив его на вершину с раствором 5%dichlorodimethylsilane в DCE.

Пусть он сидит в течение 30 минут, а затем процедить сосуд и мыть его с DCE и метанол. После того, как сосуд высохнет, перенесите ему смолу. Вымойте смолу три раза с DCM с помощью пяти миллилитров для каждой стирки в то время как пузырьки с азотным газом через одну руку и потянув вакуум с другой.

Высушите и храните смолу и прикрепленный олигопептоид до депротекторции и расщепления. Когда готовы продолжать, повторно набухают смолы, если он хранился в течение более одного дня, восходящей его с пятью миллилитров DMF в течение 10 минут. Слейте сосуд и добавьте небольшой магнитный батончик и три миллилитров сухого DCM в стеклянный пептидный сосуд.

Взвесь 0,1 эквивалента катализатора палладия и 25 эквивалентов фенилсилана в группе alloc. Используйте зажим, чтобы располагать реакционный сосуд под углом над пластиной перемешивания таким образом, чтобы смола претерпевает нежное возбуждение, оставаясь подвешенной в растворители и крышке сосуда, чтобы предотвратить испарение DCM. После одного часа, отфильтровать раствор и мыть смолы три раза с DCM с помощью пяти миллилитров за стирку.

Затем повторите депротекторную депротекторцию. Затем, промыть смолу последовательно с метанолом и DCM два раза и передачи смолы и магнитного перемешать бар на 20 миллилитров флакона. Погрузите смолу в DMF, перемешайте и расщепляйте, как указано в текстовом протоколе.

Затем используйте шприц-фильтр, чтобы отделить освобожденный олигопептоид от смолы и удалить растворитель под вакуумом. Восстановить пептоиды в 50-50 смеси воды и ацетонитрила и очистить с обратной фазы препаративной HPLC. Смешайте очищенные фракции, затем заморозить и лиофилизируют их, чтобы дать небелый порошок.

Проанализируйте порошок с помощью масс-спектрометрии ESI и MALDI. Для оценки чистоты выполните аналитический HPLC очищенных олигопептоидов. Во-первых, подготовить 10 миллимолярдных фондовых растворов каждой олигопептоидной последовательности, используемой для самосборки, и 10 миллимолярского стокового раствора трифата скандия в ацетонитриле ангидроуса.

Добавьте 20 микролитров каждого раствора пептоидного бульона в трехми миллилитровый флакон, оснащенный магнитной полосой для перемешивания. Добавьте 1,5 эквивалента раствора трифлата с scandium на потенциальную связь с амином из раствора бульона и добавьте достаточно воды и ацетонитрила, чтобы сформировать 200 микролитров 2%-ного раствора воды и ацетонитрила. Осторожно перемешать при 70 градусах по Цельсию в течение двух часов для ацетилдеоцида альдегида и диссоциации всех нитей.

После этого зарядить флакон 200 микролитров хлороформа и два миллилитров воды. Встряхните флакон осторожно. Дайте смеси постоять не менее 15 минут.

После полного отделения фазы извлечения органического слоя с помощью микролитрового шприца. Передача органического слоя на новый флакон и перемешать при 70 градусах по Цельсию для олигомера аннеалирования, который обычно занимает шесть часов. Чтобы продемонстрировать способность закодированных в информации пептоидов проходить последовательно-селективную динамическую ковалентную самосвал в молекулярные лестницы, репрезентативная нить синтезируется и гибридизируется с ее дополнительной пептоидной последовательностью.

Мономеры NPAM и NPAL используются в качестве динамических ковалентных реакциоющих пар с NEEE, помогая solubility конечной самостоятельной сборки продуктов. По завершении синтеза субмономера твердой фазы группа alloc удаляется. До и после депротекторной операции части смолы расщеплялись под 405 нанометровым светом и характеризовались масс-спектрометрией ионизации электроспрей.

Последовательность очищается prep HPLC, затем лиофилизирована для достижения небелого порошка и чистота подтверждается аналитическим HPLC. Олигопептоид впоследствии гибридизируется с его дополнительной последовательностью, чтобы позволить себе лестницу в реестре, подтвержденную MALDI-MS. При выполнении этой процедуры, не забудьте дать достаточно времени для слоев полностью отдельно, пока aqueous фракция становится прозрачной, по крайней мере 15 минут, чтобы обеспечить достаточную добычу катализатора.

После завершения этой процедуры сборки, масс-спектрометрия должна быть выполнена, чтобы определить степень гибридизации. Кроме того, для оценки концентрации скандия после экстракции можно использовать индуктивно соединенную плазменную масс-спектрометрию или фтор НМР. Хотя этот метод был недавно разработан, мы ожидаем, что биомиметический подход, описанный в нашей работе, будет играть важную роль в управлении будущим проектированием и информационно-направленной сборкой сложных наноструктур.

Некоторые из используемых здесь реагентов опасны. Пожалуйста, используйте осторожность при обращении с этими или любыми другими химическими веществами. Носите все средства индивидуальной защиты и выполнять все эксперименты внутри дыма капот.