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環狀二硫鍵橋肽的自動合成
檢測樣品:環狀二硫鍵橋肽
檢測項目:多肽合成
方案概述:使用自動微波增強多肽固相合成可以快速有效地合成二硫鍵橋接環肽。催產素的常規室溫合成需要超過13小時才能生成二硫鍵橋接肽。使用微波增強SPPS,該肽在3小時內合成,純度為69%。
使用微波增強的多肽固相合成(SPPS)可以快速制備具有良好純度的環狀二硫鍵多肽(Cyclic disulfide-bridged peptides)。肽激素催產素(Oxytocin)1的合成在3小時內完成,純度為69%。BMP受體激活素樣激酶3(BMP receptor activin-like kinase 3,Alk3) 肽激動劑THR-1232的制備在3小時內完成,純度為77%。CHEC-73是一種淀粉樣蛋白生成的神經保護肽抑制劑,可在3小時內制備,純度為80%。后,在4小時內合成了一種來自錐螺的肽毒素(conotoxin-SI)4,其含有兩個二硫鍵,純度67%。
簡介
通過使用正交保護的半guang氨suan氨基酸,例如Fmoc-(S)-Cys(Mmt)- OH和Fmoc-(S)-Cys(STmp)-OH,SPPS可以制備具有二硫鍵的肽(圖1)。Cys(Mmt)基團可以使用三fu乙suan(TFA)的稀溶液選擇性脫保護,而Cys(STmp) 基團使用二硫蘇糖醇(DTT)作為還原劑進行正交脫保護。去保護后,可以使用N-氯代琥珀酰亞胺(NCS)作為溫和氧化劑,選擇性氧化半guang氨suan硫醇基團以形成二硫鍵7。將微波能量應用于二硫橋肽的合成可以實現更有效的偶聯,從而節約合成時間和提高純度(CarboMAXTM)8。
圖1 左:Fmoc-(S)-Cys(Mmt)-OH;
右:Fmoc-(S)-Cys(STmp)-OH
材料和方法
試劑
使用CEM Liberty Blue™自動微波肽合成儀在0.526g Rink Amide ProTide LL樹脂(離子交換容量:0.19 meq/g )上以0.10mmol規模合成多肽(圖2),以0.05mmol規模進行二硫化物形成。用20%哌啶和0.1M Oxyma Pure的DMF溶液進行脫保護。偶聯反應在5倍過量的0.2M Fmoc-AA與1.0M DIC和1.0M Oxyma Pure的DMF中進行(CarboMAX)8。Fmoc-(S)- Cys(Mmt)OH用作C端氨基酸。2%TFA的DCM溶液用于去保護Cys(Mmt)基團。使用25mM NCS在DMF中的溶液形成二硫化物。使用具有95:2.5:2.5 TFA/H2O/TIS的CEM Razor™高通量肽切割系統進行切割。裂解后,用無水乙mi沉淀肽并凍干過夜。
圖2:催產素
多肽合成: THR-123, CYFDDSSNVLCKKYRS-CO2H
使用CEM Liberty Blue自動微波肽合成儀在0.556g Cl-MPA ProTide LL樹脂(離子交換容量:0.18 meq/g)上以0.10mmol規模合成肽(圖3)(以0.05mmol規模進行二硫化物形成)。用20%哌啶和0.1M Oxyma Pure的DMF溶液進行脫保護。偶聯反應在5倍過量的0.2M Fmoc-AA 1.0M DIC和1.0M Oxyma Pure在DMF(CarboMAX)中進行。8Fmoc-(S)-Cys(Mmt)-OH用于半guang氨suanC。A溶液DCM中2%TFA用于去保護Cys(Mmt)。使用25mM NCS在DMF中的溶液形成二硫化物。使用具有95:2.5:2.5 TFA/H2O/TIS 的CEM Razor高通量肽切割系統進行切割。裂解后,用無水乙mi沉淀肽并凍干過夜。
圖3:THR-123
使用CEM Liberty Blue自動微波肽合成儀在0.556g Cl-MPA ProTide LL樹脂(離子交換容量:0.18 meq/g)上以0.10mmol規模合成肽(圖4),以0.05 mmol規模進行二硫化物形成。用10%哌qin在1:9乙醇/NMP 中的溶液進行脫保護。偶聯反應在5倍過量的0.2M Fmoc-AA與1.0M DIC和1.0M Oxyma Pure在DMF中進行(CarboMAX)8。Fmoc-(S)-Cys(Mmt)-OH用于半guang氨suanC。溶液DCM中2%TFA用于去保護Cys(Mmt)基團。使用25mM NCS在DMF中的溶液形成二硫化物。使用具有95:2.5:2.5 TFA/H2O/TIS的CEM Razor高通量肽切割系統進行切割。裂解后,用無水乙mi沉淀肽并凍干過夜。
圖4:CHEC-7
多肽合成:Conotoxin-SI, ICCNPACGPKYSC-NH2
使用CEM Liberty Blue自動微波肽合成儀在0.526g Rink Amide ProTide LL樹脂(離子交換容量:0.19 meq/g)上以0.10mmol規模合成肽(圖5)(以0.05mmol規模進行二硫化物形成)。用20%哌啶和0.1M Oxyma Pure的DMF溶液進行脫保護。偶聯反應在5倍過量的0.2M Fmoc-AA與1.0M DIC和1.0M Oxyma Pure的DMF(CarboMAX)8中進行。Fmoc-(S)Cys(Mmt)-OH用于C,Fmoc-(S)-Cys(STmp)-OH用于半guang氨suanC。5% DTT和0.1M的NMM的DMF溶液用于去保護Cys(STmp)基團。使用25mM NCS在DMF中的溶液形成第一個二硫化物。2% TFA在DCM中的溶液用于去保護Cys(Mmt)。使用相同的NCS在DMF中的溶液形成第二個二硫鍵。使用具有95:2.5:2.5 TFA/H2O/TIS的CEM Razor高通量肽切割系統進行切割。裂解后,用無水乙mi沉淀肽并凍干過夜。
圖5:Conotoxin-SI
在配備有PDA檢測器的Waters Acquity UPLC系統上分析肽,該檢測器配備Acquity UPLC BEH C8柱(1.7mm和2.1x100mm)。UPLC系統連接到Waters 3100 Single Quad MS用于結構測定。在Waters MassLynx軟件上進行峰分析。使用0.05% TFA的(i)H2O和(ii)MeCN溶液梯度洗脫進行分離。
結果
Liberty Blue自動微波肽合成儀上使用微波增強SPPS產合成催產素,產生了純度為69%的目標肽(圖6)。
圖6:催產素的UPLC色譜圖
在Liberty Blue自動微波肽合成儀上使用微波增強SPPS合成THR-123,產生了純度為77%的目標肽(圖7)。
圖7:THR-123的UPLC 色譜圖
在Liberty Blue自動微波肽合成儀上使用微波增強SPPS合成CHEC-7,產生了80%純度的目標肽(圖8)。注意:5.72 min(參見圖9)和5.85min(參見圖10)處的峰均具有目標肽質量,不是差向異構化的結果。
圖8:CHEC-7 的UPLC色譜圖
圖9:保留時間為5.72分鐘的峰質譜圖
圖10:保留時間為5.85 分鐘的峰質譜圖
Liberty Blue自動微波肽合成儀上使用微波增強SPPS合成芋螺毒素-SI,產生了純度為67%的目標肽(圖11)。
圖11 :Conotoxin-SI 的UPLC色譜圖
結論
使用自動微波增強多肽固相合成(SPPS)可以快速有效地合成二硫鍵橋接環肽。催產素的常規室溫合成需要超過13小時才能生成二硫鍵橋接肽7。使用微波增強SPPS,該肽在3小時內合成,純度為69%。在3小時內以高純度(分別為77%和80%產率)快速合成了具有C末端酸的環狀二硫鍵橋肽THR-123和CHEC-7。含有兩個二硫鍵的芋螺毒素-SI的常規室溫合成需要20小時7。另一方面,微波增強的SPPS可在4小時內提供純度為67%的肽。
參考文獻
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[8]CEM Application Note (AP0124) - “CarboMAX - Enhanced Peptide Coupling at Elevated Temperature”.
[9]CEM Technical Note (P/N: 600837) - “Cl-MPA ProTide and Cl-TCP(Cl) ProTide Resin Loading and Protected Cleavage Procedures”.
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