Automatic Translation

This translation into Turkish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages

 JoVE Bioengineering

Yüksek Sıralı Nanosheets Peptoid Polimerler ve Self-Meclis Solid-faz Submonomer Sentezi

1, 1, 1, 1

1Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory

Article
    Downloads Comments Metrics Publish with JoVE
     

    Summary

    Peptoids çoğu laboratuarlarda kolayca sentezlenebilir sağlayan temel ekipman ve piyasada bulunan reaktifler içeren basit ve genel bir manuel peptoid sentez yöntemi özetlenmiştir. Amfifilik peptoid 36mer sentezi, saflaştırma ve karakterizasyonu yanı sıra, yüksek sıralı nanosheets olarak kendi montaj olarak açıklanmıştır.

    Date Published: 11/02/2011, Issue 57; doi: 10.3791/3373

    Cite this Article

    Tran, H., Gael, S. L., Connolly, M. D., Zuckermann, R. N. Solid-phase Submonomer Synthesis of Peptoid Polymers and their Self-Assembly into Highly-Ordered Nanosheets. J. Vis. Exp. (57), e3373, doi:10.3791/3373 (2011).

    Abstract

    Peptoids yüksek mertebeden nanoyapıların halinde bir roman biomimetic, doğal olmayan, sınıf dizisi özel proteoliz karşı heteropolymers, güçlü biyolojik aktivite gösterirler ve katlama. Peptidler için yapısal olarak benzer, peptoids yan zincirleri alfa-karbon yerine nitrojen bağlı poli N-sübstitüe Glycines. Sentezi ve yapısal çeşitliliği kolaylığı temel tasarım ilkeleri test de novo yeni biyolojik aktif ve nano malzemelerin tasarımı ve mühendislik sürücü sağlar.

    Burada, basit bir el peptoid sentezi protokol mükemmel verim uzun zincirli polypeptoids sentezi (kadar 50mers) izin veren sunulmaktadır. Sadece temel donanımları, basit teknikleri (örneğin sıvı transferi, filtrasyon), ve piyasada bulunan reaktifler peptoids birçok araştırmacı 'toolkit erişilebilir bir ek yapmak gereklidir. Peptoid omurgası bir zaman v bir monomer büyüdüasilleşme ve yerinden iki adım monomer ek döngüsü oluşur submonomer yöntemi ia. İlk olarak, bromoacetic asit, N in situ aktif N'-diisopropylcarbodiimide reçine bağlı ikincil amin acylates. Bir birincil amin bromür İkincisi, nükleofilik deplasman yan zinciri tanıtmak için izler. Iki adım döngüsünde istenen zincir uzunluğu ulaşılana kadar tekrarlanır. Bu iki adım döngüsünün kaplin verimliliği rutin olarak% 98 oranında aştığı ve 50 artıkları gibi sürece peptoids sentezini sağlar. Yüzlerce hazır birincil aminler doğrudan dahil edilmesi gibi son derece ayarlanabilir hassas ve kimyasal çeşitli dizileri submonomer yöntemi ile ulaşılabilir.

    Peptoids çünkü bunların sentetik esneklik, sağlamlık nanobioscience araştırma için çok yönlü bir biomimetic malzemesi olarak ortaya çıkan ve atomik düzeyde sipariş. Tek bir zincir, A'nın, bilgi katlamaSon zamanlarda bir çok sipariş nanosheet içine TION zengin polypeptoid gösterildi. Bu peptoid ile sadece üç farklı ticari monomerlerin oluşan bir 36-mer: hidrofobik, katyonik ve anyonik. Iyonik amin ve karboksil yan zincirler hidrofilik yüzleri hizalamak ise, hidrofobik feniletil yan zincirler nanosheet çekirdek içinde gömülüdür. Peptoid nanosheets membran mimetikler, protein mimetiklerle, cihaz imalat ve sensörler için potansiyel bir platform olarak hizmet vermektedir. Peptoid sentezi, levha oluşumu ve mikroskopi görüntüleme yöntemleri açıklanan ve gelecek peptoid nanosheet tasarımları sağlamak için basit bir yöntem sağlar.

    Protocol

    1. Katı-Faz Polypeptoids Submonomer Sentezi

    Katı-faz sentezi (SPS), doğrudan böyle bir polimerik reçine boncuk gibi inert bir katı destek sekans spesifik biyopolimerlerin adım bilge sentezlemek için kullanılan yaygın bir tekniktir. Yüksek kaplin verim ve aşırı reaktant kaldırma kolaylığı SPS büyük avantajları. Reçine kaplin reaksiyon sonra, aşırı reaktifler sadece boşaltılır ve boncuk sonraki reaksiyon adım için hazır olmak yıkanır. Nihai sentez reaksiyon sonra, tam uzunlukta oligomerler reçine bölünmüş ve çözüm fazlı bir malzeme daha da incelenebilir. Burada, diziye özgü peptoid polimerler oluşturmak için SPS prosedürü uyum sağlar.

    1. Kurulum: manuel peptoid sentezinin tüm adımları atılabilir, polipropilen (PP) fritted kartuş veya 3-way stopcock ile donatılmış bir fritted cam reaksiyon kabı yapılabilir. Davlumbaz bütün işlemleri gerçekleştirin. G inkubasyon içinlass gemi veya plastik kartuş, hafifçe kabarcık karıştırma için uygun çözüm için bir azot kaynağı bir kol bağlanır. Alternatif olarak, tek kartuş reaksiyon inkübasyonlar için, kartuşu döner çalkalayıcı kapaklar ve yer ile her iki ucunda mühür. Reaksiyon karışımları veya yıkar boşaltmak için, bir atık tuzak ile elektrikli ev bağlayın. Geminin bir kaba frit fritted olmalıdır. Boncuk cam geminin duvarlarına yapışmasını önlemek için cam reaksiyon kabı Siliconize. Dikloretan 5% dichlorodimethylsilane (v / v) bir çözüm hazırlayın. Temiz ve kuru bir reaksiyon geminin üst silikonlama solüsyonu ile doldurun, 30 dakika otur, sonra drenaj sağlar. Metanol ile bir DCE ile daha sonra geminin bir kez yıkayın ve. Silikonlama çözüm yeniden kaydedilmesi gerekir. Her iki hava kuru ya da silkeleyin aşan herhangi bir çözüm ve cam stopcock çıkardıktan sonra kuruyana kadar pişirin. Reçine eklemeden önce Cool reaksiyon kabı.
    2. Rink amid yeniden 100 mg (0.06 mmol)fritted bir reaksiyon gemi günah. 2 mL dimetilformamid (DMF) ekleyerek reçine şişer. 10 dakika sallayarak veya köpürme ile çalkalayın. Kabardı reçine yalıtmak için vakum ile çözüm boşaltın.
    3. Fmoc grubu korumanızı için% 20 DMF 4-methylpiperidine (v / v) 1 mL ekleyin. 2 dakika ve boşaltma için çalkalayın. 12 dakikalık bir inkübasyon tekrarlayın.
    4. DMF 2 mL ekleyerek 15 saniye boyunca ajitasyon ve drenaj reçine durulayın. 3x tekrarlayın.
    5. Bromoacetylation: 1 mL 0.6 M bromoacetic DMF asit (0.6 mmol) ve 86 N mcL, N'-diisopropylcarbodiimide (0.93 eşdeğeri, 0.56 mmol) ekleyin. 30 dakika boyunca hafif köpüren ile inkübe, suzun ve 2 mL DMF (4x tekrar) ile durulayın.
    6. Deplasman: 1-2 M amin N-methylpyrrolidinone 1 ml ekleyin. 30-120 dakika süreyle köpürme ile inkübe, suzun ve DMF (4x 2 ml) ile durulayın.
    7. Submonomer döngüsü, 1.5 (bromoacetylation) ve 1.6 (displacemen adımları tekrarlayarak peptoid zinciri büyümeye devamt).
    1. Son deplasman yapıldıktan sonra, 2 mL DMF (4x tekrar) ile yıkayın, daha sonra 2 mL diklorometan (3x tekrar). Cap ve bölünme kadar reaksiyon kabı içerisine saklamak.
    2. Sentezi (isteğe bağlı) Pause: peptoid bir sentezi sırasında duraklatmak için, deplasman reaksiyon bitirmek ve 1.8 adıma geçin. Peptoid zinciri büyümeye devam etmek için, yeniden şişme kuru reçine (adım 1.2) ve submonomer döngüsü (adım 1.5 ve 1.6) tekrar sentezi yeniden başlatın. Reçine peptoid konjuge döngüsel bir diketopiperazine yan ürün meydana gelebilir, çünkü reçine 2. deplasman dışında herhangi bir yerinden sonra kurutulur ve saklanır.
    3. Aynı anda birden çok sentezleri için, katı-faz ekstraksiyon vakum manifoldu, verimliliği en üst düzeye çıkarmak için tavsiye edilir. Peptoid sentezi de düzgün Aapptec Apex 396, CEM Liberty mikrodalga synthesizer ve Protein Techno gibi piyasada bulunan peptid synthesizer, programlama yöntemleri ile otomatik hale getirilebilirhat seçim Inc Prelude synthesizer.

    2. Bölünme ve Yan Zinciri Deprotection

    1. 20 ml sintilasyon cam flakon kuru reçine aktarın.
    2. Bir kaput içinde Çalışma ve uygun kişisel koruyucu ekipmanlar kullanarak, sıkıca sintilasyon cam şişe ve kapak trifloroasetik asit (TFA) bölünme kokteyl 1 (örneğin% 95 aq. TFA, tartışma) 4 mL ekleyin. (Tartışma) 10 dakika ila 2 saat oda sıcaklığında iyice çalkalayın.
    3. TFA bölünme, yeni bir, önceden tartılıp 20 ml sintilasyon cam flakon içine tek, PP fritted kartuş ile reçine filtreleyerek çözüm toplayın. Bir tek, PP pipet bölünme kokteyl çözümleri aktarmak için uygundur.
    4. Reçine yıkayın ve herhangi bir kalıntı peptoid toplamak için 1 ml taze bölünme kokteyl ekleyin. 2x tekrarlayın.
    5. TFA, azot yumuşak bir akışı üfleme veya bir Biotage V10 evaporatör ile buharlaşır.
    6. 6 mL ham petrol çözülürasetonitril / su HPLC için 1:1 (v / v). Dondurma ve lyophilize. Tekrarlayın.
    7. Ham ürün ağırlığı kaydedin. -20 ° C'de kuru bir toz olarak saklayın
    8. Sentezlenmiş peptoid saflığını ve kütle hızla belirlemek ve doğru bölünme koşulları seçilmiş olup olmadığını test bölünme (isteğe bağlı): reçine% 0.5 'lik bir test bölünme yapılabilir. Testi bölünmelere sentez ilerlemeyi izlemek için özellikle yararlıdır.

    3. Polypeptoid Karakterizasyonu ve Saflaştırılması

    1. Analitik HPLC, LC-MS elektrosprey, ve / veya MALDI-TOF bir kombinasyonu sayesinde, ham ürünün saflığı ve istenilen molekül ağırlığı mevcut olup olmadığını belirlemek.
    2. Çözünürlük için gerekli minimum asetonitril su, kuru peptoid toz ~ 5-10 mg / ml solüsyon hazırlayın. Ham peptoid ürün, 0.45 mikron şırınga filtre ile toz ve parçacıkları çıkarmak için Filtre net bir çözüm.
    3. Analitik HPLC ve elektrosprey LC-MS: ~ 20 mcg / mL ham peptoid çözüm hazırlayın. 0.45 mikron Filtre 200 mcL 20 mcL filtre ve enjekte edilir.
    4. MALDI: Mix 1 1 mcL matris ~ 20 mg / ml peptoid mcL. Spot 1 MALDI plaka mcL ve kurumaya bırakın. Matrix ve satın alma modunda örnek (Şekil 5) bağlıdır.
    5. Ham peptoid, ters faz hazırlık HPLC ile karışım arındırın. Degrade ve polypeptoid hidrofobluğu dayalı sütun (C4 ve C18) seçin. Fraksiyonları saflaştırılmış birleştirin, dondurma ve kabarık beyaz toz ile sonuçlanan, lyophilize. Nihai ürünün ağırlığı kaydedin.
    6. HCl tuz (isteğe bağlı) Oluşumu: 100 mM HCl (aq.) liyofilize toz en az asetonitril ile çözülür. Önceden tartılmış cam flakon transfer. Dondurma ve yeniden lyophilize. 2x tekrarlayın. Peptoid toz kütlesini belirlemek için Reweigh.

    4. Peptoid Nanosheet Oluşumu

    Bu bölümde des, tek bir zincir, dizisi, A'nın 36-mer peptoid (Şekil 1) yaprak oluşturmak için protokol cribes. Peptoid iplikçik sentezlenmiş sonra, saflaştırılmış ve yukarıda açıklandığı gibi liyofilize, ortaya çıkan beyaz toz, 2 mM stok solüsyonu yapmak için DMSO çözülür.

    1. 500 mcL hazırlayın 20 mcM peptoid yaprak oluşumu tampon solüsyonu (10 mM Tris-HCl, 100 mM NaCl, suda pH 8.0), 1 dram cam flakon. Öncelikle, Milli-Q su 445 mcL, 10x yaprak oluşumu tampon 50 mcL ve karıştırmak için vorteks ekleyin. Daha sonra, 5, 2 mM peptoid stok solüsyonu ve yavaşça girdap çözüm mcL ekleyin. Cam şişe kapağı.
    2. Sayfaları seyreltik sulu peptoid çözüm yavaşça sallanarak oluşur. Yatay konumda yaprak dik pozisyonda sonuçları yavaş yavaş devirme cam flakon. Sallayarak Nazik da yaprak verimi, ancak yaprak daha küçük ve daha az düz kenarlar olma eğilimindedir. Sayfalık oluşum mekanizması daha kapsamlı bir analiz reported ayrı ayrı 2
    3. Çok yüksek kalite levha için, 1-3 gün boyunca (<1 RPM), yatay ekseni etrafında yavaş yavaş cam şişe döndürün. Uygun bir teknik Kaynakları Rotamix tüp rotator RKVSD veya özelleştirilmiş bir rocker sürekli bunu gerçekleştirebilir.
    4. Diyaliz Nanosheets (isteğe bağlı): Bazı uygulamalarda, herhangi bir ücretsiz peptoid zincirleri veya tamponlar / tuzları kaldırmak için gerekli olabilir. 15 dakika boyunca istenilen tampon bir Float-a-Lyzer 100 kD membran bekletin. Örnek odasına 500 mcL peptoid sayfalık çözüm yükleyin. 60 rpm hızında bir manyetik karıştırıcı ile karıştırarak, istenilen tampon 500 mL bekletin. Sayfa diyaliz 4 saat süreyle devam etmek için izin verin. Tampon çözelti taze bir stok ile her saat, döviz.

    5. Nanosheets, Floresans Mikroskopi

    1. Nanosheets Floresan görüntüleri Nil Kırmızı, floresan bu Hydr lokalize artar çevreye duyarlı boya ile görüntülenmiştirophobic ortamlarda (Şekil 2).
    2. 1 Nil Red mcM son bir konsantrasyon elde etmek için 100 mcM Nil Kırmızı 1 mcL nanosheet çözüm 100 mcL ekleyin.
    3. Sıcak su içinde% 1 agaroz çözüm yapın ve plastik bir Petri kabı içine dökünüz. Agaroz çözümü kalınlığında yaklaşık 1 / 8 inç olduğundan emin olun ve çözüm düz bir yüzey üzerinde bozulmamış soğumasını bekleyin. Agaroz setleri sonra, cam bir slayt x 1 cm kare kesilmiş ve 1 cm aktarmak için bir spatula kullanın.
    4. Aynı düzlemde, spot 1 agaroz parçası levha çözüm mcL yaprak toplamak için. Agaroz yaprak yüzeyinde bırakarak, 2 dakika için tampon emmek için izin verin. 15 dakika içinde Resim, aksi agaroz dehidratasyon nedeniyle deforme etmeye başlayacaktır.
    5. Çözelti içinde görüntü sayfaları için, 20 mm çapında bir cam slayt 0,12 mm conta içinde 15 mcL yük. Bir lamel ile kaplayın. Yaprak sadece bir cam slayt ve kapak arasında sıkışmış bir conta olmadan, çok sayıda yaprak will kesme ve görünüşte küçük bir buharlaşma sayfaları sürekli olarak hareket etmesine neden olacaktır.
    6. Epifloresans aydınlatma altında (örneğin bir Andor iXonEM + EMCCD spektrumları Texas kırmızı filtre ile donatılmış bir Olympus IX81 inverted mikroskop) Resim yaprak.

    6. Nanosheets Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)

    1. Plazma etch silikon substrat (isteğe bağlı): silikon yongaları plazma sayfa adsorpsiyon yardım etmek için yakılmaktadır. Plazma temizleyici vakum odası (örneğin harrick Plazma Temizleyici / Sterilizatör PDC-32G), silikon yongaları yerleştirin. 200 mTorr Pompa ve RF bobini 18W (PDC-32G için yüksek ayar) ayarlayın. 2 dakika için Etch.
    2. Bırak, bir plazma ile tedavi edilen silikon hızlandırıcı tabakanın peptoid sac çözüm 20 mcL. 3 dakika oturup bekleyin. Ucu ile fazla çözüm çıkarın Kim silin. Pipet 20 mcL ve su yüzeyine tampon ve tuzları kaldırmak için daha fazla çözüm kaldırmak. 4x tekrarlayın.
    3. Alternatif olarak, çevirmelikaldırmak için tampon ve tuzlu suya karşı peptoid sac çözümleri yze. Plazma ile tedavi edilen silikon yüzeylerde 20 diyaliz bilanço çözüm mcL bırakın. Hava örnek kurulayın.
    4. SEM (örneğin Zeiss İkizler Ultra-55 Analitik Taramalı Elektron Mikroskobu) ile bir lens dedektörü ve 1 kV, 5 kV (Şekil 3) arasında ışın enerjisi Görüntü sayfa.

    7. Güvenlik Notlar:

    1. Dimethylformamide ve Diklorometan makul kanserojen şüphelenilen.
    2. N, N'-Diisopropylcarbodiimide, 4-methylpiperdine ve bromoacetic asit cilt, göz ve solunum yolları için tehlikeli. Onlar itina ile kaputu kullanılmalıdır. Deri yoluyla ya da absorbe eğer toksik olabilir, ve maruz kalma hassasiyete neden olabilir. Boş kaplar ürün kalıntısı (sıvı / buhar) korumak ve kaput onları çıkarmadan önce iyice durulanmalıdır.
    3. TFA güçlü bir asit ve üst solunum yolu, gözler için son derece yıkıcı vecilt. TFA solunum zarar vermemek için her zaman başlık TFA konsantre çözümler uçucu tutmak. TFA çözümleri işlerken KKD, düzgün ve dikkatli kullanın. Değişim eldiven derhal TFA ile temas gelirsen ve derhal dökülen temiz.

    8. Temsilcisi Sonuçlar:

    Bu bölümde, bir dizi özel 36-mer peptoid zincir sentezi, karakterizasyonu ve arıtma anlatılan bir çok sipariş nanosheet 3 (Şekil 1) içine katlanır.

    Blok şarj peptoid H-[Nae-NPE] 9 - [nce-NPE] 9-NH 2 Rink amid reçine 100 mg sentezlenmiştir. A 2 M amin çözüm kalıntı 1-18 ve 19-36 artığı için 120 dakika için 60 dakika için yürütülen tüm deplasman reaksiyonlar için kullanılmıştır. t-Butil beta-alanin HCl fenetilamin ve Boc-etilendiamin kullanılan directl hem iken serbest baz (tartışma) dönüştürüldüy Reçine,% 95 TFA,% 2,5 triispropylsilane,% 2,5 'i 2 saat süreyle su ile bölünmüş oldu. TFA buharlaştırılır ve sonuçta ortaya çıkan viskoz yağ (~ 180 mg) 6 ml asetonitril yeniden dağıldı: su 1:1 (v / v). Ürün saflık (Şekil 4) ve ürün kütlesinin varlığı analitik RP-HPLC (% 30-80 asetonitril, su degrade, 1 ml / dak 30 yılı aşkın dakika% 0.1 (v / v) TFA içeren tarafından da teyit edildi 60 ° C C18, 5 mm, 50 x 2 mm sütun) ve MALDI (Şekil 5).

    Vydac C18 kolon (10 mm, 22 mm x 250 mm) 10 ml / dk ile 60 dakika içinde% 0.1 TFA ile su içinde% 30-60 asetonitril bir degrade kullanarak ters faz HPLC ile Arıtma devam etti. Sütun, her kromatografik çalıştırmak için ham ürün 60 mg yüklenmiştir. Saflaştırılmış kesirler analitik RP-HPLC (Şekil 4) saflığı göre birleştirilir ve kabarık beyaz toz ~ 80 mg verim liyofilize edildi.

    Moleküler Saf blok şarj peptoidağırlık MALDI tarafından teyit edildi. 1 peptoid saflaştırılmış asetonitril 100 mcM mcL: su 1:1 (v / v) matrisinin 1 mcL (5 mg / ml asetonitril α-cyano-4-hydroxycinnamic asit ile karışık: su 01:01 v / v ve % 0.1 TFA) ve 1 mcL MALDI plakası tespit edildi. Örnek havada kurutulduktan sonra, Uygulamalı Biosystem / MDS SCIEX 4800 MALDI TOF / TOF Analyzer yerleştirildi. Toplama ve işleme modları doğrusal düşük kütleli. Hesaplanan ağırlığı otomatik olarak gecikme süresini ayarlamak için hedeflenen kitle girmiştir. Lazer yoğunluğu 3400 kurulmuştur. Gözlenen kütlesi, 4981,2, 4981,74, hesaplanan kitle yakından eşleşir.

    Saflaştırılmış liyofilize toz 4 saklanabilir 2 mM stok solüsyonu ° C DMSO dağıldı Levhalar Anılan protokol tarafından hazırlanan ve floresan optik mikroskop ve SEM (Şekil 2 ve 3) ile görüntülenmiş. 300 mikron kadar özelliği boyutları ile çeşitli şekiller görülmektedir ve notably, düz kenarlar belirgindir.

    Şekil 1
    Şekil 1 blok şarj peptoid H-[Nae-NPE] 9 Sıra - [nce-NPE] 9-NH 2. Zinciri, tek bir blok yükü, amfifilik polypeptoid 36-mer kendinden bir araya içine son derece düzenli, iki boyutlu nanosheets 3. Hesaplanan molekül ağırlığı 4981,74.

    Şekil 2
    Şekil 2 peptoid nanosheets Floresan mikroskobu görüntüleri. Levhalar 10 mM Tris, 100 mM NaCl, pH 8.0, 20 mcM peptoid çözüm oluşturuldu. Yaprak 1 mikrona kadar Nil Kırmızı ile agaroz görüntülenmiştir. Ölçeği bar 100 mikron.

    Şekil 3
    Şekil 3: Taramalı elektron mikroskobu görüntüleripeptoid nanosheets. Levhalar 10 mM Tris, 100 mM NaCl, pH 8.0, 20 mcM peptoid çözüm oluşturuldu. Ölçeği çubuklar 5 mikron.

    Şekil 4
    Şekil 4 H-[Nae-NPE] 9 Analitik ters faz HPLC izleme - [nce-NPE] 9-NH 2. Ham ve arıtılmış analitik HPLC trace (az% 30-80 degrade 60 yaşında 30 dakika içinde 1 ml / dak ° C), C18, 5 mm, 50 x 2 mm sütun ham ve arıtılmış blok şarj peptoid H-[ Nae-NPE] 9 - [nce NPE] 9-NH 2 gösterilir.

    Şekil 5
    Şekil 5 H-[Nae-NPE] 9 MALDI-TOF kütle spektroskopisi izleme - [nce-NPE] 9-NH 2. Gözlenen kütlesi, 4981,2, hesaplanan kütle, 4981,74 yakın anlaşma.

    Discussion

    Uygulamalar ve Önemi

    Bu protokol peptoid sentezi ve nanosheets peptoids öz-montaj sulu basit ve verimli bir yöntem açıklanır. En laboratuarlar kolay, ucuz malzemeler, temel uzmanlık ve basit teknikleri 4 kullanılmaktadır çünkü peptoids sentezleme yeteneğine sahiptir . Aynı şekilde, ultra-ince, yüksek sipariş nanosheets öz-montaj sadece seyreltik sulu peptoid çözüm 2 tekrarlanan eğerek bir şişe gerektirir. Sağlam ve sentetik esnek henüz 5 sıra-özel ve son derece ayarlanabilir çünkü Peptoids biyomedikal ve nanobilim araştırma için malzeme umut vericidir . Peptoids hiyerarşik nanoyapıların 3, 11-14 biyolojik aktivitesi (terapötikler 6,7, teşhis 8, hücre içi teslimat 9-10) ve katlama göstermiştir. Modüler sentezi, kombinatoryal peptoid LiBr nedeniyleKoç 15-19 kolayca sentezlenen ve faaliyetleri veya özellikleri geniş bir serisi için taranmalıdır. Özellikle nanosheets, iki boyutlu görüntüleme iskeleler, membran mimetikler, biyolojik sensörler, protein mimetikler ve cihaz imalat için potansiyel bir platform olarak hizmet vermektedir. Mümkün olan en pratik tükenmez farklı dizileri ile peptoid araştırma alanı hızla genişlemektedir.

    Polypeptoids katı faz submonomer sentezi Değişkenler

    Çünkü inanılmaz derecede geniş ve çeşitli monomerlerin 20 alfabesinden seçme yeteneği, submonomer yöntemi her adımın kaplin verimliliğin artırılması, genel ürün verimi artıracak durumlar için zaman zaman değişiklikler gerekiyor . Kuruluş korumasız heterosiklik yan zincirler yerine bromoacetic asit 21 chloroacetic asit kullanımını gerektirir. Genişletilmiş deplasman kez ve daha yüksekamin konsantrasyonları genellikle uzun peptoid dizileri veya daha az nükleofilik aminler için yaklaşık 20 kaplinler sonra istihdam edilmektedir. Reaksiyon kabı Isıtma - 35 ° C, su ceketli bir reaksiyon kabı kullanarak, reaksiyon sürücüye yardımcı olur. Isopropylamine gibi son derece uçucu aminler, bakım buharlaşmasını önlemek için alınması gerekir.

    T-butil beta-alanin HCl HCl tuzu şeklinde Aminler, yerinden tepki olarak önce serbest tabanlı olması gerekir. Bu erime veya DCM (~ 5g amine/25 ml DKMP) amin askıya almak, ayırma hunisi, sulu sodyum hidroksit ekimolar çözeltisi ile nötralize elde edilebilir. DCM katmanı toplanır ve sulu tabaka ek DCM ile yıkanır. Kombine DCM katmanları sodyum sülfat üzerinden kurutulur ve önceden tartılmış yuvarlak alt balona filtre. Bir yağ verimi için döner buharlaşma ile solvent çıkarın ve ürün ağırlığı kaydetmek.

    During bölünme adım, TFA bölünme kokteyl ve bölünme zamanı, kullanılan grupların korunması sayısı ve çeşitliliği bağlıdır. Bölünme kokteyller Rehberi geleneksel peptid deprotection bölünmelere 1 'e benzer. Genellikle, 10 dakika inkubasyon birkaç yüksek asit labil koruyucu gruplar (örneğin BOC, trityl) grupları veya dizileri korumak dizileri için gereklidir. İki saatlik inkubasyon her zincir tam deprotection sağlamak için daha zor koruyucu gruplar (örneğin t-bütil ester, Mtr, PBF) veya birçok koruyucu gruplar dizileri dizileri için tavsiye edilir. Ham peptoid ürünleri genellikle asetonitril eriyecektir: su 1:1 (v / v), ancak daha yüksek asetonitril oranlarda yüksek bir genel hidrofobik yan zincirleri ile ortak.

    Disclosures

    Biz ifşa etmek başka bir şey var.

    Acknowledgements

    Yazarlar Byoung-Chul Lee, Philip Choi ve Samuel Ho değerli yardım için teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma ABD Enerji Bakanlığı, Sözleşme kapsamındaki, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuarı, Temel Enerji Bilimler Bilim, Office, Office tarafından desteklenen Moleküler Döküm yapıldı No DE-AC02-05CH11231 ve Savunma Tehdit Azaltma Sözleşme No altında Ajansı: IACRO-B0845281.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Dimethylformamide EMD Millipore EM-DX1726P-1 99+%
    N-methylpyrrolidinone VWR BDH1141-4LP 99%
    Bromoacetic Acid Acros Organics 200000-106 99%
    4-Methylpiperidine Sigma-Aldrich M73206 96%
    N,N’-diisopropylcarbodiimide Chem-Impex International 001100 99.5%
    Dichloromethane EMD Millipore EMD-DX0835 ACS grade
    Acetonitrile EMD Millipore EM-AX0145P-1 99.8%
    Trifluoroacetic acid Sigma-Aldrich T6508 99%
    Triisopropylsilane Sigma-Aldrich 233781-10G For TFA cleavage
    1,2-Dichlor–thane JT Baker JTH076-33 For siliconization of glass reaction vessels
    Phenethylamine Sigma-Aldrich 407267-100ML >99.5% Hydrophobic side-chain amine
    Boc-ethylenediamine CNH Technologies C-1112 Cationic side-chain amine
    t-Butyl beta-alanine HCl Chem-Impex International 04407 Anionic side-chain amine
    α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid Sigma-Aldrich C8982-10X10MG For MALDI matrix
    Nile Red Sigma-Aldrich 19123-10MG For fluorescence Imaging
    Dichlorodimethylsilane Sigma-Aldrich 80430-500G-F For siliconization of glass reaction vessels
    Disposable PP fritted cartridge Applied Separations 2416 6 mL polypropylene cartridge with 20 mm PE frit
    Disposable 3 way luer adapter Cole-Parmer 31200-80 Stopcock for disposable manual synthesis reaction vessel
    Luer Lock ring Cole-Parmer 45503-19 1/4" fitting for disposable manual synthesis reaction vessel
    Fittings Luer Cole-Parmer 45500-20 1/4" fitting for disposable manual synthesis reaction vessel
    Disposable PP pipets VWR international 16001-194 For TFA transfers
    Luer lock plastic syringe National Scientific S7515-5 6 mL syringes
    1 dram glass vial VWR international 66011-041 With phenolic molded screw cap with polyvinyl-faced pulp liner
    20 mL scintillation vial VWR international 66022-060 With attached PP cap and pulp foil liner
    Secure-Seal adhesive spacer Invitrogen S-24736 For fluorescence imaging
    Glass slides Electron Microscopy Sciences 63411 For fluorescence imaging
    Cover slip VWR international 48366-067 For fluorescence imaging
    4” Silicon wafer Ted Pella, Inc. 16007 Pre-dice in 5x7 mm chips
    0.45 filter VWR international 28143-924 For HPLC.
    PTFE membrane
    Agarose BD Biosciences 212272 For fluorescence imaging
    SPE Vacuum Manifold Sigma-Aldrich 57044 Example of SPE vacuum manifold
    Fritted glass vessel Ace glass 6402-12 Porosity C frit
    Plasma Cleaner/Sterilizer Harrick Scientific Products, Inc. PDC-32G Example of plasma cleaner to prepare silicon chips for SEM

    References

    1. King, D. S., Fields, C. G., Fields, G. B. A cleavage method which minimizes side reactions following Fmoc solid phase peptide synthesis. Int. J. Pept. Pro. Res. 36, 255-266 (1990).
    2. Sanii, B., Kudirka, R., Cho, A., Venkateswaran, N., Oliver, G. K., Olson, A. M., Tran, H., Harada, R. M., Tan, L., Zuckermann, R. N. Shaken, not stirred: Collapsing a peptoid monolayer to produce free-floating, stable nanosheets. J. Am. Chem. Soc. (2011).
    3. Kudirka, R., Tran, H., Sanii, B., Nam, K. T., Choi, P. H., Venkateswaran, N., Chen, R., Whitelam, S., Zuckermann, R. N. Folding of a single-chain, information-rich polypeptoid sequence into a highly-ordered nanosheet. Bioploymers: Peptide Science. 96, 586-595 (2011).
    4. Utku, Y., Rohatgi, A., Yoo, B., Zuckermann, R., Pohl, N., Kirshenbaum, K. Rapid multistep synthesis of a bioactive peptidomimetic oligomer for the undergraduate laboratory. J. Chem. Ed. 87, 637-639 (2010).
    5. Fowler, S. A., Blackwell, H. E. Structure-function relationships in peptoids: Recent advances toward deciphering the structural requirements for biological function. Org. Biomol. Chem. 7, 1508-1524 (2009).
    6. Zuckermann, R. N., Kodadek, T. Peptoids as potential therapeutics. Curr. Op. Mol. Ther. 11, 299-307 (2009).
    7. Chongsiriwatana, N. P., Patch, J. A., Czyzewski, A. M., Dohm, M. T., Ivankin, A., Gidalevitz, D., Zuckermann, R. N., Barron, A. E. Peptoids that mimic the structure, function and mechanism of helical antimicrobial peptides. 105-2794 (2008).
    8. Yam, A. Y., Wang, X., Gao, C., Connolly, M. D., Zuckermann, R. N., Bleua, T., Halla, J., Fedynyshyn, J., Allauzen, S., Peretz, D., Salisbury, C. M. A Universal method for detection of amyloidogenic misfolded proteins. Biochem. 50, 4322-4329 (2011).
    9. Huang, C. -Y., Uno, T., Murphy, J. E., Lee, S., Hamer, J. D., Escobedo, J. A., Cohen, F. E., Radhakrishnan, R., Dwarki, V., Zuckermann, R. N. Lipitoids - novel cationic lipids for cellular delivery of plasmid DNA in vitro. Chem. Biol. 5, 345-354 (1998).
    10. Schroeder, T., Niemeier, N., Afonin, S., Ulrich, A. S., Krug, H. F., Bräse, S. Peptoidic amino- and guanidinium-carrier systems: Targeted drug delivery into the cell cytosol or the nucleus. J. Med. Chem. 51, 376-379 (2008).
    11. Murnen, H. K., Rosales, A. M., Jaworski, J. N., Segalman, R. A., Zuckermann, R. N. Hierarchical self-assembly of a biomimetic diblock copolypeptoid into homochiral super helices. J. Am. Chem. Soc. 132, 16112-16119 (2010).
    12. Nam, K. T., Shelby, S. A., Marciel, A. B., Choi, P. H., Chen, R., Tan, L., Chu, T. K. Free-floating ultra-thin two-dimensional crystals from sequence-specific peptoid polymers. Nature. Mater. 9, 454-460 (2010).
    13. Burkoth, T. S., Beausoleil, E., Kaur, S., Tang, D., Cohen, F. E., Zuckermann, R. N. Toward the synthesis of artificial proteins: The Discovery of an amphiphilic helical peptoid assembly. Chemistry & Biology. 9, 647-654 (2002).
    14. Murphy, J. E., Uno, T., Hamer, J. D., Cohen, F. E., Dwarki, V., Zuckermann, R. N. A Combinatorial approach to the discovery of efficient cationic peptoid reagents for gene delivery. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 95, 1517-1522 (1998).
    15. Mora, P. uig, Masip, I. sabel, Cortés, N. uria, Marquina, R. egina, Merino, R. amón, Merino, J. esús, Carbonell, T. eresa, Mingarro, I. smael, Messeguer, A. ngel, Pérez-Payá, E. nrique Identification from a positional scanning peptoid library of in vivo active compounds that neutralize bacterial endotoxins. J. Med. Chem. 48, 1265-1268 (2005).
    16. Zuckermann, R. N. Discovery of nanomolar ligands for 7-transmembrane G-protein coupled receptors from a diverse (N-substituted)glycine peptoid Library. J. Med. Chem. 37, 2678-2685 (1994).
    17. Alluri, P., Liu, B., Yu, P., Xiao, X., Kodadek, T. Isolation and characterization of coactivator-binding peptoids from a combinatorial library. Moleular Biosystems. 2, 568-579 (2006).
    18. Figliozzi, G. M., Goldsmith, R., Ng, S., Banville, S. C., Zuckermann, R. N. Synthesis of N-(substituted)glycine peptoid libraries. Methods Enzymol. 267, 437-447 (1996).
    19. Culf, A. S., Ouellette, R. J. Solid-phase synthesis of N-substituted glycine oligomers (α peptoids) and derivatives. Molecules. 15, 5282-5335 (2010).
    20. Burkoth, T. S., Fafarman, A. T., Charych, D. H., Connolly, M. D., Zuckermann, R. N. Incorporation of unprotected heterocyclic side chains into peptoid oligomers via solid-phase submonomer synthesis. J. Am. Chem. Soc. 125, 8841-8845 (2003).

    Comments

    4 Comments

    hello.
    I need a video about identification amines with reaction with Benzene sulphonyl chloride.
    if you have it please leave a massage for me.
    thank u.
    Reply

    Posted by: AnonymousDecember 19, 2011, 2:52 PM

    I have tried to reproduce the synthesis but unfortunately i can not get red color upon cleavage due tot he TIPS presence. If i try to cleave with 95%TFA and 5% water then it works. So i was wondering if there is any order when making the cocktail, upon addition of the TFA , water and TIPS?

    thanks
    Reply

    Posted by: Biljana M.May 10, 2012, 10:40 AM

    You will see less red color when using scavengers in your cleavage cocktail such as TIPS. However, It is a good idea to add the scavengers to prevent the random addition of carbocations formed during cleavage. The amount of red color you observe will vary depending on the amount of scavengers you use and the batch of your resin. Typically we use (95% TFA, 5% water) or (95% TFA ².5% water, ².5% TIPS) as our cleavage cocktails. You should prepare the cocktail solution fresh prior to cleavage and add it to the resin.

    --Michael

    Michael D. Connolly
    Biological Nanostructures Facility
    The Molecular Foundry
    Lawrence Berkeley National Laboratory
    1 Cyclotron Rd.; MS 67-5110
    Berkeley, CA 947²0
    Phone:  (510)486-6388
    Fax:  (510)495-²376
    Email:  MDConnolly@lbl.gov

    Reply

    Posted by: michael c.May 31, 2012, 5:36 PM

    The explanation on how the peptoids are synthesized via submonomer approach is very helpful so thank you for that. However, can you please tell me the difference between the monomer vs submonomer approach? I'm taking a Drug Design class and these approaches were mentioned.
    Reply

    Posted by: DAPHNE J.October 20, 2012, 6:08 PM

    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Metrics

    Waiting
    simple hit counter