Summary
A síntese do peptídeo poliamina-baseado amphiphiles (CAE) é um desafio significativo devido à presença de múltiplos nitrogênios de amina, que exige o uso criterioso de proteger grupos para mascarar estas funcionalidades reativas. Neste trabalho, descrevemos um método fácil para a preparação destas nova classe de auto-montagem de moléculas.
Abstract
Ao peptídeo de poliamina-baseado (CAE) são uma nova classe de auto-montagem anfifílica biomateriais-relacionadas com a amphiphiles de peptídeo (PAs). PAs tradicionais possuem aminoácidos carregados como solubilizing grupos (lisina, arginina), que estão conectados diretamente a um segmento de lipídios ou podem conter uma região de vinculador de aminoácidos neutros. Ajuste a sequência do peptide do PAs pode render diversas morfologias. Da mesma forma, CAE possui um segmento hidrofóbico e aminoácidos neutros, mas também contêm moléculas de poliamina como água (hidrófilos) grupos de solubilizing. Como é o caso com PAs, CAE pode também auto-montagem em diversas morfologias, incluindo pequenas hastes, nano-fitas torcidas e nano-folhas de fundidos, quando dissolvido na água. No entanto, a presença de aminas primárias e secundárias em uma molécula de poliamina único representa um desafio significativo quando sintetizando CAE. Neste trabalho, mostramos um protocolo simples, baseado em precedentes de literatura, para alcançar uma síntese facile da CAE usando síntese do peptide de fase sólida (SPPS). Este protocolo pode ser estendido para a síntese de PAs e outros sistemas similares. Podemos também ilustrar as etapas que são necessárias para a segmentação da resina, identificação e purificação.
Introduction
Auto-montagem peptídeo amphiphiles (PAs) são uma classe de biomateriais normalmente composta dos seguintes segmentos: cabeça (a) hidrofílica, região de vinculador (b) e (c) hidrofóbica cauda. Maioria dos PAs descritos na literatura possuem uma cabeça hidrofílica, composta de aminoácidos carregados ou polar resíduos1,2,3,4. PAs tem encontrado uma ampla gama de aplicações em biomedicina, incluindo a entrega da droga, medicina regenerativa, diagnóstico de doença, etc.5. Com base em sua sequência de aminoácidos, PAs pode formar uma grande variedade de nanoestruturas incluindo micelas esféricas e nano-filamentos. Recentemente informamos uma classe de híbrido baseado em poliamina peptídeo amphiphiles, denominado CAE6. As morfologias, cinética de auto-montagem e degradação metabólica, destes biomateriais, foram encontrados para ser relacionados ao seu grupo de cabeça solubilizante. Além disso, o PPA nanostructures não mostrou toxicidade para células de mamíferos (linhas MiaPaCa2 e célula HeLa) nas concentrações testadas. Nanocarriers baseados no PPA são veículos de entrega da droga atraente porque: (1) poliamina absorção e metabolismo foi mostrado para ser aumentada em células cancerosas, (2) catiônicas nanoestruturas podem conseguir CDDP fuga7,8, o que leva à maior circulação e de residência dentro de uma célula e (3), eles devem ter um perfil metabólico distinto quando comparado com PA; por exemplo, eles serão mais estáveis no sentido de proteases encontrados no corpo humano (embora eles talvez sensível a outras enzimas, como oxidases amina)9,10. Além disso, CAE foram encontrados para ter diversas morfologias, propriedades físico-químicas, rigidez de nanopartículas e cinética de montagem, dependendo do comprimento e carga de individuais PPA molécula6. Aqui, descrevemos um protocolo detalhado para a síntese, identificação e purificação de CAE que também pode ser aplicado para a preparação do PAs ou moléculas semelhantes de peptídeo de híbrido.
Porque poliaminas comumente não são comercialmente disponíveis em suas formas protegidas e proteger as aminas primárias e secundárias de poliaminas é de suma importância para eles conjugação com aminoácidos e outras moléculas, descrevemos o sintéticos passos para atingir sua proteção. O objetivo geral do presente protocolo é fornecer um método simples para conjugação poliaminas de aminoácidos. Poliaminas faltam um grupo carboxílico; assim, eles não podem ser acoplados a Rink Amida ou resinas de Wang. Em vez disso, resinas, tais como cloreto de 2-chlorotrityl são recomendadas para o protocolo sintético. O principal desafio para a síntese de PPA é a presença de grupos funcionais de amina primária e secundária. Para os nossos propósitos, protegemos todas as aminas secundárias na poliamina, mantendo o grupo amino primário sobre a poliamina livre para permitir que a reação de acoplamento. A reação foi feita sobre um suporte sólido, seguindo os princípios da síntese do peptídeo de fase sólida (SPPS) para facilitar o trabalho de acompanhamento após cada etapa de acoplamento e desproteção. O seguinte protocolo é para a síntese manual e automatizada de CAE (embora a verificação de algumas etapas será um desafio em um sistema automatizado). A síntese destas moléculas pode também ser efectuada em um sintetizador automatizado ou com o auxílio de um reator de microondas (automático ou semi-automático). O esquema de reação tem sido resumido na Figura 1.
Figura 1: Esquema de (A), A reação geral para a síntese de CAE. (B) poliaminas representante que podem ser usadas para sintetizaram CAE descrito aqui. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Protocol
1. general de protocolo para a síntese de CAE
- Calcule a escala de síntese (geralmente mmol). Esta escala baseia-se a massa da quantidade de PPA alvo. Tenha em mente que a eficiência da reação da SPPS diminui gradualmente com o aumento da sequência de aminoácidos. Portanto, a eficiência da reação exata é difícil de calcular.
- Calcule o peso da resina a ser utilizada de acordo com o carregamento da resina. O carregamento é encontrado no recipiente ou o protocolo de análise da resina e expressos em mmol/g. A fórmula a seguir pode ser usada para calcular o peso da resina:
- Pesar cuidadosamente resina de cloreto de 2-chlorotrityl (no nosso caso, o carregamento é ~0.85 mmol)
- Coloque a resina num recipiente de síntese fritado com as seguintes especificações: capacidade – 50 mL, disco espacador – 25 mm, porosidade – médio.
- Adicione 15 mL de diclorometano (DCM) à resina.
- Apor o navio de síntese de um agitador mecânico de velocidade variável (frasco misturador/agitador) e rode os vasos para um ângulo de 45° (ou horizontalmente) para maximizar a agitação.
- Permitir que os grânulos de resina inchar durante 15 min. inchaço melhora o o rendimento da reação porque facilita a difusão molecular e acessibilidade para o sítio ativo, aumentando a eficiência de acoplamento.
- Adicionar 8 equivalentes (2 mmol para escala 0,25 mmol) da poliamina desejada (espermina, espermidina, Diethyelenetriamine, 1,3-diamina, etc) para a resina e deixar reagir por 5h.
Nota: Um menor período de reação seria reduzir a safra. - Um Kaiser teste (veja Tabela de materiais) para confirmar o sucesso atrelar a poliamina à resina. Engate bem sucedido das aminas primárias produz uma cor azul/violeta, o que corresponde a amina livre.
- Protege o grupo amina primária usando 4 equivalentes de 1-(4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohex-1-ylidene)ethyl (Dde), dissolvidos em metanol anidro (15 mL), agitando a mistura de reação durante a noite11.
Nota: Um menor tempo de reação reduz o rendimento. - Execute um teste de Kaiser. A ausência de cor azul do grânulo da resina confirma sucesso proteção. Em caso de proteção vencida de amina primária, repita a etapa anterior.
- Escorra o DCM e lavar as resinas duas vezes com uma mistura de DCM e DMF (2:1, 15 mL).
- Dissolver 20 equivalentes (5 mmol) de di-terc butil di-carbonato (Boc) em DCM (20 mL) e permitir a reação proceder para 3h.
- Fazer um Cloranil teste (ver Tabela de materiais) para confirmar a proteção completa de amina secundária. Um teste positivo (proteção) produz uma cor amarela clara ou incolor. Aminas secundárias enciclopédia dão uma cor verde/azul escura, enquanto aminas primárias dão uma cor vermelha.
- Escorra a mistura solvente e lavar duas vezes com uma mistura de DCM e DMF (2:1, 15 mL).
- Adicionar uma solução de 2% de hidrazina em DMF (10 mL) e agitar durante 1 h.
- Um Kaiser teste para confirmar o sucesso desproteção de amina primária.
-
Adicione os desejado aminoácidos na sequência inversa em que você iria escrever/desenhá-los. Peptídeos são extraídos da termini de N para a termini C mas são sintetizados no sentido oposto, C a N. Por exemplo, para um PPA exigindo o seguinte peptídeo core - GLFD-, adicionar o ácido aspártico (D), seguido de fenilalanina (F), leucina (L) e finalmente a glicina (G).
Nota: Para a maioria dos aminoácidos, o coquetel de acoplamento a seguir é apropriado para fixação para as resinas poliamina carregada.- Misture 4 equivalentes (1 mmol) do aminoácido Fmoc-protegido, 3,95 equivalentes de 2-(1H-benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HBTU) e 15 equivalentes de amina diisopropylethyl (DIPEA).
- Dissolvê-los em uma mistura de DCM e DMF (1:1, 15 mL) e proceda à sonicação o coquetel por 2 min (até dissolução completa).
- Espere um adicional 3 – 5 min para garantir a ativação do ácido sobre o amino-ácido carboxílico.
- Adicione a mistura de reação para o navio. Realize a reação de 2-4 h à temperatura ambiente.
Nota: Nós encontramos o seguinte como alternativas eficientes para HBTU (geralmente exigindo menor quantidade de aminoácidos e o agente de acoplamento): COMU, PyBOP, HATU DIC/Oxima. - Um Kaiser teste para confirmar o engate bem sucedido.
- De proteger o Fmoc-grupo do ácido aminado pela adição de uma solução de 20% de 4-metil piperidina (10 mL) em DMF. Fazê-lo duas vezes, cada vez, agitando a mistura de reação por 15 min.
Nota: Uma alternativa eficiente para a remoção de Fmoc é piperazina/DBU12.- Realize uma lavagem de DCM (15 mL) entre adições.
- Um Kaiser teste para confirmar o sucesso da proteção do aminoácido.
- Lave a resina completamente para remover todos os vestígios de 4-metil. Lave a resina duas vezes com DMF (10 mL), cada lavagem, durando por 5 min e finalmente com DCM (10 mL) por 10 min.
- Adicione todos os restantes aminoácidos, sucessivamente, repetindo o acoplamento e proteção de passos.
-
Finalmente, depois de todos os aminoácidos necessários de acoplamento, conjugado a cauda hidrofóbica para o último aminoácido do peptídeo-poliamina construção:
- Adicione 10 equivalentes a funcionalidade desejada ácido carboxílico para 9,5 equivalentes de HBTU e 12 equivalentes de DIPEA dissolvido na mistura de DCM e DMF (1:1, 20 mL).
Nota: Tenha em mente que algumas caudas podem precisar uma proporção diferente de solvente (geralmente um maior % de DCM) ou a adição ou outro solvente como N-metil (NMP). - Proceda à sonicação o coquetel para 5 a 10 min até dissolução (temos visto leva mais tempo para a cauda dissolver completamente) e adicionar ao navio.
Nota: Para caudas contendo vários sites de reativos, eles precisarão ser protegidas antes de acoplamento-los. - Realizar esta reação (acoplamento a cauda hidrofóbica) pelo menos 5 h, embora seja aconselhável para realizá-lo durante a noite para o mais alto rendimento.
- Adicione 10 equivalentes a funcionalidade desejada ácido carboxílico para 9,5 equivalentes de HBTU e 12 equivalentes de DIPEA dissolvido na mistura de DCM e DMF (1:1, 20 mL).
2. PPA clivagem do suporte sólido
O objetivo desta etapa é a clivagem do PPA da resina e remover os grupos protegendo Boc dos ácidos aminados e resíduos de poliamina.
- Lave a resina com DMF (8 mL por 2 min) e duas vezes com DCM (8 mL, cada vez por 5 min). Antes de cada adição, drene o solvente do navio. Uma vez que é realizada a última lavagem, seca a resina sob vácuo durante 15 min.
- Preparar a solução de clivagem, usando a seguinte proporção de mistura: 28:1:1 o ácido trifluoroacético (TFA): H2O: triisopropila silano (dicas). Fazer 15 mL de cocktail a clivagem adicionar 14 mL de TFA, 0,5 mL de H2O e 0,5 mL de dicas.
- Adicionar a solução de clivagem de resina e agitar durante 2-4 h à temperatura ambiente.
- Recolher a solução em um 25 ou 50 mL redondo balão de fundo.
- Concentrar o TFA no vácuo de 1 a 2 mL, usando um evaporador rotativo com pressão reduzida ao aquecer a mistura a 40 ° C (não ultrapassar 55 ° C para evitar a decomposição do PPA).
- Após evaporação, adicione a solução TFA obtida (gota a gota) para um balão de fundo redondo contendo éter anidro frio (15 mL). Isso imediatamente irá precipitar o PPA.
- Além disso, adicione éter anidro frio (5 mL) para o frasco original, onde se concentrava a TFA.
- Proceda à sonicação este frasco para recuperar sólidos adicionais e combinar com a solução de éter de passo 2.6.
Nota: A pipeta de transferência pode ser lavada com um pequeno volume de DCM. Evite a introdução de DMF durante o processo porque tende a formar uma substância gelatinosa. - Colocar o balão (coberto) dentro da geladeira e deixe ficar durante a noite para maximizar a precipitação.
- Colete o material precipitado por filtração em vácuo usando um funil de filtro de disco sinterizado. Os tamanhos de poros ideal são finos ou médios.
- Lave o precipitado duas vezes com éter frio (5-10 mL) para remover quaisquer resíduos orgânicos.
3. identificação do produto bruto usando o método de soltar secas MALDI
-
Preparação da matriz para análise no modo positivo:
- Para iniciar a análise do peso molecular usando espectrometria de massa de ionização/dessorção de Laser assistida por matriz (MALDI), adicione 10 a 20 mg de ácido α-cyano-4-hidroxicinâmicos para um tubo de microcentrifugadora.
- Adicione uma solução de água e acetonitrilo (1:1, 1,0 mL) com 0,1% o ácido trifluoroacético (TFA). Homogeneiza-se pela utilização do vortex.
Nota: Esta matriz deve ser usada para peptídeos carregados positivamente. Modo negativo MALDI é semelhante, mas exige uma matriz contendo 9-aminoacridina com 0,1% de amônia como solvente aditivo. - Adicionar 1-2 µ l da amostra para a placa de aço inoxidável alvo para MALDI e secar a amostra no ar. Adicione 1-2 µ l da matrix e secá-lo novamente.
Nota: As placas têm de circulares marcas quadriculadas ao longo da placa do alvo para ajudar a localizar o ponto particular.
- Analise as amostras no instrumento MALDI para verificar sua identidade. Ionização electrospray (ESI) é uma alternativa válida para confirmar a identidade dos CAE.
4. purificação do CAE usando purificação preparativa reverso-fase alta-cromatografia líquida (HPLC)
-
Dissolva o precipitado de PPA em uma quantidade mínima de água e acetonitrilo.
- Como regra geral, dissolva 100 mg de PPA bruto seco em menos de 5 mL de acetonitrila e água. Mais hidrofóbicos CAE pode exigir uma maior percentagem de acetonitrilo para dissolver e também pode requerer um maior volume de solvente em geral, dependendo da carga líquida dos CAE (tabela 1).
- Se a dissolução completa não ocorrer, adicione 1% TFA (ACN ou H2O). Também é possível adicionar pequenas quantidades de outros solventes compatíveis incluindo dimetilsulfóxido, metanol ou isopropanol (limitar seu conteúdo a 5%).
| Solvente | CAE carregados positivamente | CAE com carga negativa | ||
| 0,1 TFA de % em água | 0,1% NH3 em água | |||
| 0,1% TFA no Grupo ACN | 0,1% NH3 no Grupo ACN | |||
Tabela 1: sistemas solventes. Propôs o sistema solvente para positivamente e negativamente carregada CAE.
- Proceda à sonicação o PPA usando um sonicador de chifre de 20 min a 10 pulsos de s com Amp1 de 48% ou de 2-3 h em um banho ultra-sônico.
-
Em seguida, filtre usando um filtro de 0,45 μm seringa seguido por filtração através de um filtro de seringa de politetrafluoretileno (PTFE) de 0,20 μm. A solução do PPA deve ser clara e livre de todas as partículas materiais.
- Se a filtragem é muito difícil, proceda à sonicação durante um período prolongado de tempo. É altamente recomendável que a solução de PPA é purificada imediatamente após a filtragem de seringa, como armazenamento prolongado pode causar a agregar ou gelate, que exigirá re- sonication e, talvez, re-filtração.
- Durante e após a purificação, use solventes de grau HPLC ou aquelas que são filtrados através de uma seringa 0,25 μm filtro/membrana.
Nota: As condições mais comuns de solventes para purificar CAE consistem em um gradiente de H2O e ACN. - Use um instrumento HPLC de fase reversa padrão para este protocolo. Deve incluir um programador de gradiente de eluição, um binário sistema solvente, um detector de UV capaz de detectar a 220 e 254 nm e um coletor de fração programável. A taxa de fluxo máximo deve ser de 50 mL/min.
- Uso um C-18 invertido coluna de fase para a separação. Colunas das seguintes dimensões podem ser usadas dependendo da massa de sólidos sendo purificada e net cobrar do PPA (tabela 2).
| Responsável do PPA | Tamanho de partícula | Tamanho da coluna | Massa do PPA bruto |
| + ve carregadas | 5 μm | 150 x 30 mm | 170 mg |
| -ve carregadas | 5 μm | 150 x 30 mm | 170 mg |
| + ve carregadas | 5 μm | 150 x 21.2 mm | 90 mg |
| -ve carregadas | 5 μm | 150 x 21.2 mm | 90 mg |
Tabela 2: sugeriu colunas: Dimensões da coluna, tamanho das partículas e a capacidade de carga máxima por injeção para C18 inverter colunas HPLC de fase
- Injete um volume determinado pelo tanto a capacidade da coluna e pelo volume do loop de injeção do HPLC PPA. Execute o método HPLC gradiente de acordo com as configurações visto na tabela 3 (tempo de eluição de 40 min).
| Tempo | Solvente de um (acetonitrilo) | B solvente (água) | Taxa de fluxo (mL/min) |
| 0 | 5% | 95% | Taxa de fluxo depende de seu tamanho e a embalagem de coluna. |
| 2 | 5% | 95% | |
| 35 | 95% | 5% | |
| 38 | 100% | 0% | |
| 40 | 5% | 95% |
Tabela 3: gradiente sugerido: Sugeriu o gradiente de fase inversa, mostrando a composição relativa de água vs acetonitrilo durante um período de tempo. A taxa de fluxo vai depender das especificações de coluna.
-
Analisar as fracções recolhidas dos diversos tubos de teste usando MALDI e determinar qual tubo (ou tubos) contém o PPA. Isto é avaliado através do estudo do peso molecular encontrado em cada tubo.
- Verificar a pureza das frações em uma HPLC analítica. Usar um sistema de HPLC-gradiente, equipado com um detector de UV de 220 nm.
- Se houver impurezas, fazer um ciclo adicional de purificação por HPLC. O gradiente acima usada para HPLC preparativa pode ser escalado para baixo para usar com a HPLC analítica usando o software on-line do conversor de coluna. Cada fração muito ser ≥ 95% puro para caracterização física ou avaliação biológica.
- Recolher as frações em um balão de fundo redondo grande ou balão de evaporação e remover todo o acetonitrilo e maior parte da água. A solução final do PPA deve ser não mais de 10 mL.
- Transferi este concentrado para um tubo de centrífuga de 50 mL. Avisamos que CAE é substâncias detergente; assim, as bolhas serão geradas durante a evaporação do solvente. Nós achamos que a adição de álcool etílico diminui a formação de bolhas.
- Concentrado de vácuo o concentrado. Durante a evaporação a vácuo, uma grande quantidade do PPA pode aderir às paredes do recipiente. Recupere esta enxaguando repetidamente a parede do balão com água HPLC. O volume combinado de PPA o concentrado e o enxaguamento deve ser não mais de 30 mL.
- Coloque a solução aquosa dentro de um tubo de 50 mL.
-
Flash congelar esta solução PPA em nitrogênio líquido:
Nota: Flash congelamento resultados em pequenos cristais de gelo que serão sublime mais rápido no liofilizador. Além disso, mais lento congelamento pode permitir a formação de estruturas supramoleculares Self montadas. Outra alternativa (mas menos desejável) é gradualmente congelar em freezer a-80 ° C ou congelar usando um gelo seco + mistura acetona- Antes de colocar o tubo de centrifugação no Liofilizador, perfurar ou solte a tampa do tubo para permitir que a umidade escapar a amostra e coletados na unidade de refrigeração. Defina a unidade de liofilização definida como-54 ° C e 0,016 mbar.
Nota: Outra opção é remover a tampa e coloque uma compressa (com uma faixa de borracha) na parte superior da abertura. Além disso, nós encontramos que congelamento de amostras em um ângulo ou quebrando o gelo em pequenas porções permite uma mais rápida e melhor liofilização devido a um aumento na área de superfície. - Se o sólido começa a derreter, isso pode indicar vestígios de um solvente orgânico (geralmente acetonitrilo) estão presentes. Repita a etapa de congelamento e avaliar a condição de liofilização.
- Se o derretimento persistir, existem duas possíveis soluções:
- Dividir a amostra em duas porções (para ser colocado em tubos), diluir com água e congelar novamente. Não use esta solução frequentemente porque grandes quantidades de solventes orgânicos podem danificar o equipamento.
- Como alternativa, coloque a amostra em um balão e ainda mais, evaporar o solvente orgânico sob vácuo. Liofilização uma amostra que seja sob a forma líquida, geralmente leva a colidir e perda do composto PPA.
- Antes de colocar o tubo de centrifugação no Liofilizador, perfurar ou solte a tampa do tubo para permitir que a umidade escapar a amostra e coletados na unidade de refrigeração. Defina a unidade de liofilização definida como-54 ° C e 0,016 mbar.
5. armazenamento de CAE
- Loja CAE em um-20 ° C, com as tampas apertadas e selado com parafilme em um tubo com uma etiqueta apropriada.
- Antes da utilização, trazer o PPA volta à temperatura ambiente em uma câmara de vácuo para evitar a condensação do vapor de água na CAE.
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Representative Results
Após a síntese e purificação e antes de avaliação físico-química ou biológica, recomenda-se as massas dos CAE são re-verificadas e a pureza determinado usando HPLC analítica. Para caracterização de materiais ou avaliação biológica, CAE precisa ter um grau de pureza de > 95%. A Figura 2 mostra o rastreamento HPLC (topo) e espectros MALDI (parte inferior), confirmando a presença do produto. Sistemas analíticos de HPLC integrará a área sob a curva (AUC) e uma AUC > 95% pode estar relacionado com a pureza do produto. Em sistemas baseados em UV HPLC, esperava ver um pico único e afiado. Espectros MALDI devem corresponder do peso molecular calculado o PPA dentro de ± 1 Da (dependendo do modo de análise por MALDI).
A auto-montagem de CAE podem ser visualizados e analisados usando inúmeras técnicas, incluindo microscopia eletrônica de transmissão (TEM) (Figura 3A, B), microscopia de força atômica (AFM) (Figura 3, D), raio-x de pequeno ângulo Dispersão (SAXS), varredura, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e dinâmica espalhamento luz (DLS). Bem-sucedida auto-montagem resultará em nanoestruturas bem definidas em AFM e TEM. Falha de auto-montagem será qualquer resultado na formação de agregados irregulares que são vários cem nanômetros de tamanho.
Figura 2: Cromatograma representante analíticas HPLC (topo) e espectro MALDI (inferior) do PPA C16V2A2espermina. Esta figura foi modificada de Santos et al 20176; reutilizados com permissão de John Wiley & Sons, 2018. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Micrografia de microscópio de elétron (TEM) transmissão representativas. (A), TEM imagem mostrando a formação de nanofibras e nanosheets fundido, (B) Magnified baixo-relevo mostrando a formação do pacotes nano-folhas, Atómica (C) força Micrografia de microscopia (AFM), (D) e mapa de altura derivado a Micrografia de C16V2A2KDiethyelenetriamine. Os eixos X e Y de (D) representa nano-folha largura e altura de nano-folha, respectivamente. Esta figura foi modificada de Santos et al 20176; reutilizados com permissão de John Wiley & Sons, 2018. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
Os protocolos descritos aqui podem ser usados para sintetizar o CAE como poços como PAs e relacionados baseado em peptídeo moléculas (tais como híbrido PA-peptoids). Embora a síntese de peptídeos usando SPPS é um procedimento simples, a síntese de peptídeos contendo moléculas biológicas localizador pode ser especialmente desafiador. Poliaminas como espermina, espermidina, diethyelenetriamine, etc, podem funcionar como moléculas de sinalização para o direcionamento de células de câncer13. Os CAE podem auto-montagem em nanoestruturas com diversas morfologias6. Sua carga positiva também pode auxiliar com mais tempo de circulação (devido à fuga de CDDP) e um perfil metabólico diferente (quando comparado com o tradicional PA). No entanto, sintetizar CAE e seus análogos pode ser um desafio particular devido à presença de aminas primárias e secundárias. A estratégia apresentada sintética supera este desafio pelo uso racional do grupo protegendo ortogonal. A molécula de Dde seletivamente sofre reação com aminas primárias11. COB, por outro lado, reage de forma indiscriminada com aminas primárias e secundárias e, portanto, só pode ser adicionado após a amina primária é protegida. Gostaríamos de mencionar que outros grupos de proteção podem ser usados em vez do COB. Por exemplo, reação com anidrido acético será permanentemente acetificam as aminas secundárias (este grupo não será removido durante a clivagem). Da mesma forma, a utilização de anidrido trifluoacetic irá fornecer uma proteção de base sensível enquanto o benzylcarbamate dará um grupo que pode ser removido por H2/Ni14. Uma vez que as poliaminas são protegidas conforme necessário, a síntese do PPA pode prosseguir usando padrão SPPS. O acoplamento a cauda hidrofóbica para o resto da construção de poliamina-peptídeo não só leva a um longo período de tempo para o casal, mas também requer duas vezes a quantidade molar de ácidos aminados. Alguns das caudas hidrofóbicas não podem dissolver bem à temperatura ambiente em alguns solventes tradicionais ou podem precipitar mesmo após a dissolução inicial. Tais reações são melhor realizadas sob aquecimento suave (40 ° C) através da transferência de todos os reagentes para arredondar o balão de fundo. Alternativamente, um sintetizador encamisadas pode ser utilizada para aquecer os reagentes durante a reação. Se disponível, um sintetizador de microondas pode ajudar com o acoplamento de15.
Embora muitas formas de espectroscopia de massa estão disponíveis para determinar as massas dos CAE, usamos espectroscopia MALDI com a finalidade de nossa identificação. Podemos ter encontrado MALDI para serem mais eficazes em produzir os picos de íon molecular, minimizando a fragmentação e aduto formação. MALDI deve ser programado para gerar um íon que corresponde ao estado de ionização mais provável do PPA. Além de programação do instrumento para produzir iões de uma carga em particular, também precisamos combinar as amostras com a matriz apropriada que é apropriada para o modo que vamos usar.
PAs, muitas vezes, têm uma tendência para formar adutos de sal no prato MALDI. Esse problema é visto mais frequentemente com moléculas carregadas negativamente. O mais comum de sais são as de sódio (at+ = 23 Da) e potássio (K+ = 39 Da). Estes adutos maio ser suprimidas adicionando-se 1-2 µ l de ácido acético. Os CAE geralmente fornecem o H+ aduto. É recomendável usar apenas nanopore água ou água HPLC durante todo o sintético e processo de purificação para evitar a introdução de íons adicionais. Recipientes de vidro de borosilicato e vasos de reação podem conter quantidades apreciáveis de íons de sódio que lixiviarão no produto final. Lave o vidro com cuidado, usando nanopurewater para a última lavagem.
Identificar os picos de íon molecular também torna-se difícil se a solução de matriz não está totalmente saturada com a matriz sólida. Para garantir a saturação, deve haver sempre uma pequena quantidade do sólido matriz que não tenha solubilizado.
Como uma nota final, por favor, considere que alguns CAE ou PAs não pode formar qualquer precipitado após a adição de éter. Isto foi observado principalmente nos CAE mais hidrofílicos. Em tais eventos, vamos primeiro evaporar o éter todas, neutralizar o TFA em excesso com NH4OH e adicionar água e acetonitrilo (com 0,1% TFA ou NH4OH) para solubilizá-lo totalmente e em seguida proceder ao purificar como de costume.
O protocolo descrito aqui pode ser usado para sintetizar altamente puras variantes de auto montagem poliamina baseada peptídeo amphiphiles (CAE) e também PAs. As medidas de proteção/desproteção ortogonal podem ser usadas em outras situações que exigem mascaramento seletivo dos grupos amina primária e secundária.
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Disclosures
Os autores não têm nenhum conflito de interesses para declarar
Acknowledgments
Este projecto foi financiado do centro médico da Universidade de Nebraska (fundos de start-up, MC-S); NIH-COBRE, 5P20GM103480 (T. jakzrobic) e a American Chemical Society, PRF # 57434-DNI7(MC-S).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2-Chlorotrityl chloride resin | AappTec | RTZ001 | |
| SynthwareTM synthesis vessel | Aldrich | SYNP120050M | |
| Dichloromethane | Acros | AC406920250 | Fisher Sci. Catalogue # |
| Wrist Shaker | Boekel Scientific | 401000-2 | |
| Kaiser test kit | Sigma-Aldrich | 60017 | |
| 2-[(4,4-dimethyl-2,6-dioxocyclohex-1-ylidene)ethyl-amino]-ethanol | Sigma-Aldrich | CDS004772 | |
| Anhydrous Methanol | Acros | AC610981000 | Fisher Sci. Catalogue # |
| Chloranil test kit | TCI | TCC1771-KIT | VWR Catalogue # |
| Di-tert butyl di-carbonate | Acros | AC194670250 | Fisher Sci. Catalogue # |
| Dimethylformamide | Fisher Scientific | BP1160-4 | |
| Hydrazine | Acros | AC296815000 | FIsher Sci. Catalogue # |
| (2-(1H-benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate) | p3biosystems | 31001 | |
| 4-methyl piperidine | Acros | AC127515000 | FIsher Sci. Catalogue # |
| Trifluoroacetic Acid | AappTec | CXZ035 | |
| Triisopropyl Silane | Sigma-Aldrich | 233781 | |
| Ether | Fisher Scientific | E138-1 | |
| α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid | Sigma-Aldrich | C8982 | |
| 9-Aminoacridine | Sigma-Aldrich | 92817 | |
| Fisherbrand Syringe Filters: PTFE Membrane | Fisher Scientific | 09-730-21 |
References
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