Ca(2+)-mediated thiolysis of peptide-resin linkage as an option for preparing protected peptide thioesters

A mild new procedure for preparing protected peptide thioesters, based oil Ca(2+)-assisted thiolysis of peptide-Kaiser oxime resin (KOR) linkage, is described. Ac-Ile-Ser(Bzl)-Asp(OcHx)-SR (Ac: acetyl; Bzl: benzyl; cHx: cyclohexyl), model peptide, was readily released from the resin by incubating the peptide-KOR at 60 degrees C in mixtures of DMF with n-butanethiol [R = (CH(2))(3)CH(3)] or ethyl 3-mercaptopropionate [R = (CH(2))(2)COOCHCH(3)] containing Ca(CH(3)COO)(2). After serine and aspartic acid side-chain deprotection under acid conditions, Ac-Ile-Ser-Asp-S(CH(2))(2)COOCH(2)CH(3) was successfully obtained with good quality and high yield. This type of C-terminal modified peptide may act as an excellent acyl donor in peptide segment condensation by the thioester method, native chemical ligation and enzymatic methods. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Structure and biological activities of eumenine mastoparan-AF (EMP-AF), a new mast cell degranulating peptide in the venom of the solitary wasp (Anterhynchium flavomarginatum micado)

A new mast cell degranulating peptide, eumenine mastoparan-AF (EMP-AF), was isolated from the venom of the solitary wasp Anterhynchium flavomarginatum micado, the most common eumenine wasp found in Japan. The structure was analyzed by FAB-MS/MS together with Edman degradation, which was corroborated by solid-phase synthesis. The sequence of EMP-AF, Ile-Asn-Leu-Leu-Lys-Ile-Ala-Lys-Gly-Ile-lle-Lys-Ser-Leu-NH(2), was similar to that of mastoparan, a mast cell degranulating peptide from a hornet venom; tetradecapeptide with C-terminus amidated and rich in hydrophobic and basic amino acids. In fact, EMP-AF exhibited similar activity to mastoparan in stimulating degranulation from rat peritoneal mast cells and RBL-2H3 cells. It also showed significant hemolytic activity in human erythrocytes. Therefore, this is the first example that a mast cell degranulating peptide is found in the solitary wasp venom. Besides the degranulation and hemolytic activity, EMP-AF also affects on neuromuscular transmission in the lobster walking leg preparation. Three analogs EMP-AF-1 similar to 3 were snythesized and biologically tested together with EMP-AF, resulting in the importance of the C-terminal amide structure for biological activities. (C) 2000 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Isolation and sequence determination of peptides in the venom of the spider wasp (Cyphononyx dorsalis) guided by matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry

Micro-scale (sub-pmol) isolation and sequence determination of three peptides from the venom of the solitary spider wasp Cyphononyx dorsalis is described. We isolated two novel peptides Cd-125 and Cd-146 and a known peptide Thr(6)-bradykinin from only two venom sacs of solitary spider wasp Cyphononyx dorsalis without bioassay-guided fractionation. but instead guided by MALDI-TOF MS. The MALDI-TOF MS analysis of each fraction showed the purity and molecular weight of the components, which led to the isolation of the peptides virtually without loss of sample amount. The sequences of the novel peptides Cd-125 (Asp-Thr-Ala-Arg-Leu-Lys-Trp-His) and Cd-146 (Ser-Glu-Thr-Gly-Asn-Thr-Val-Thr-Val-Lys-Gly-Phe-Ser-Pro-Leu-Arg) were determined by Edman degradation together with mass spectrometry. and finally corroborated by solid-phase synthesis. The known peptide Thr(6)-bradykinin (Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Thr-Pro-Phe-Arg) was identified by comparison with the synthetic authentic specimen. This is the first example for any kinins to be found in Pompilidae wasp venoms. The procedure reported here can be applicable to studies on many other components of solitary wasp venoms with limited sample availability. (C) 2001 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Study of the effect of the peptide loading and solvent system in SPPS by HRMAS-NMR

The SPPS methodology has continuously been investigated as a valuable model to monitor the solvation properties of polymeric materials. In this connection, the present work applied HRMAS-NMR spectroscopy to examine the dynamics of an aggregating peptide sequence attached to a resin core with varying peptide loading (up to 80%) and solvent system. Low and high substituted BHAR were used for assembling the VQAAIDYING sequence and some of its minor fragments. The HRMAS-NMR results were in agreement with the swelling of each resin, i.e. there was an improved resolution of resonance peaks in the better solvated conditions. Moreover, the peptide loading and the attached peptide sequence also affected the spectra. Strong peptide chain aggregation was observed mainly in highly peptide loaded resins when solvated in CDCl3. Conversely, due to the better swelling of these highly loaded resins in DMSO, improved NMR spectra were acquired in this polar aprotic solvent, thus enabling the detection of relevant sequence-dependent conformational alterations. The more prominent aggregation was displayed by the VQAAIDYING segment and not by any of its intermediary fragments and these findings were also corroborated by EPR studies of these peptide-resins labelled properly with an amino acid-type spin probe. Copyright (c) 2005 European Peptide Society and John Wiley & Sons, Ltd.

Eumenitin, a novel antimicrobial peptide from the venom of the solitary eumenine wasp Eumenes rubronotatus

A novel antimicrobial peptide, eumenitin, was isolated from the venom of the solitary eumenine wasp Eumenes rubronotatus. The sequence of eumenitin, Leu-Asn-Leu-Lys-Gly-Ile-Phe-Lys-Lys-Val-Ala-Ser-Leu-Leu-Thr, was mostly analyzed by mass spectrometry together with Edman degradation, and corroborated by solid-phase synthesis. This peptide has characteristic features of cationic linear a-helical antimicrobial peptides, and therefore, can be predicted to adopt an amphipathic a-helix secondary structure. In fact, the CD spectra of eumenitin in the presence of TFE or SDS showed a high content of alpha-helical conformation. Eumenitin exhibited inhibitory activity against both Gram-positive and Gram-negative bacteria, and moderately stimulated degranulation from the rat peritoneal mast cells and the RBL-2H3 cells, but showed no hemolytic activity against human erythrocytes. This antimicrobial peptide in the eumenine wasp venom may play a role in preventing potential infection by microorganisms during prey consumption by their larvae. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Decoralin, a novel linear cationic alpha-helical peptide from the venom of the solitary eumenine wasp Oreumenes decoratus

A novel peptide, decoralin, was isolated from the venom of the solitary eumenine wasp Oreumenes decoratus. its sequence, Ser-Leu-Leu-Ser-Leu-Ile-Arg-Lys-Leu-Ile-Thr, was determined by Edman degradation and corroborated by solid-phase synthesis. This sequence has the characteristic features of linear cationic a-helical peptides; rich in hydrophobic and basic amino acids with no disulfide bond, and accordingly, it can be predicted to adopt an amphipathic a-helix secondary structure. In fact, the CD spectra of decoralin in the presence of TFE or SDS showed a high a-helical conformation content. In a biological evaluation, decoralin exhibited a significant broad-spectrum antimicrobial activity, and moderate mast cell degranulation and leishmanicidal activities, but showed virtually no hemolytic activity. A synthetic analog with C-terminal amidation showed a much more potent activity in all the biological assays. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Anoplin, a novel antimicrobial peptide from the venom of the solitary wasp Anoplius samariensis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Chemical and biological characterization of four new linear cationic α-helical peptides from the venoms of two solitary eumenine wasps

Four novel peptides were isolated from the venoms of the solitary eumenine wasps Eumenes rubrofemoratus and Eumenes fraterculus. Their sequences were determined by MALDI-TOF/TOF (matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry) analysis, Edman degradation and solid-phase synthesis. Two of them, eumenitin-R (LNLKGLIKKVASLLN) and eumenitin-F (LNLKGLFKKVASLLT), are highly homologous to eumenitin, an antimicrobial peptide from a solitary eumenine wasp, whereas the other two, EMP-ER (FDIMGLIKKVAGAL-NH 2) and EMP-EF (FDVMGIIKKIAGAL-NH 2), are similar to eumenine mastoparan-AF (EMP-AF), a mast cell degranulating peptide from a solitary eumenine wasp. These sequences have the characteristic features of linear cationic cytolytic peptides; rich in hydrophobic and basic amino acids with no disulfide bond, and accordingly, they can be predicted to adopt an amphipathic α-helix secondary structure. In fact, the CD (circular dichroism) spectra of these peptides showed significant α-helical conformation content in the presence of TFE (trifluoroethanol), SDS (sodium dodecylsulfate) and asolectin vesicles. In the biological evaluation, all the peptides exhibited a significant broad-spectrum antimicrobial activity, and moderate mast cell degranulation and leishmanicidal activities, but showed virtually no hemolytic activity. © 2011 Elsevier Ltd.

Dimerization of aurein 1.2: Effects in structure, antimicrobial activity and aggregation of Cândida albicans cells

Antimicrobial peptides (AMPs) are a promising solution to face the antibiotic-resistant problem because they display little or no resistance effects. Dimeric analogues of select AMPs have shown pharmacotechnical advantages, making these molecules promising candidates for the development of novel antibiotic agents. Here, we evaluate the effects of dimerization on the structure and biological activity of the AMP aurein 1.2 (AU). AU and the C- and N-terminal dimers, (AU)2K and E(AU)2, respectively, were synthesized by solid-phase peptide synthesis. Circular dichroism spectra indicated that E(AU)2 has a coiled coil structure in water while (AU)2K has an α-helix structure. In contrast, AU displayed typical spectra for disordered structures. In LPC micelles, all peptides acquired a high amount of α-helix structure. Hemolytic and vesicle permeabilization assays showed that AU has a concentration dependence activity, while this effect was less pronounced for dimeric versions, suggesting that dimerization may change the mechanism of action of AU. Notably, the antimicrobial activity against bacteria and yeast decreased with dimerization. However, dimeric peptides promoted the aggregation of C. albicans. The ability to aggregate yeast cells makes dimeric versions of AU attractive candidates to inhibit the adhesion of C. albicans to biological targets and medical devices, preventing disease caused by this fungus. © 2013 Springer-Verlag Wien.

Estudos das propriedades estruturais de análogos substituídos com 'TRP POT.2,7 ou 24' do fragmento com 30 resíduos da região amino-terminal da Esticolisina II

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo químico de Jatropha curcas e de Jatropha gossypifolia nativas e cultivadas: avaliação de ciclopeptídeos em função de habitat e hábito : prospecção e atividade biológica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Produção e purificação da enzima ciclodextrina glicosiltranferase: obtenção de fases sólidas e metálicas em escala nanométrica utilizando ciclodextrinas como nanorreatores

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Microbiologia Aplicada) - IBRC

Chemische und enzymatische Synthese von orthogonal stabil geschützten Kohlenhydrat-Scaffolds für kombinatorische Anwendungen

Auf der Suche nach potenten pharmakologischen Wirkstoffen hat die Kombinatorische Chemie in der letzten Dekade eine große Bedeutung erlangt, um innerhalb kurzer Zeit ein breites Spektrum von Verbindungen für biologische Tests zu erzeugen. Kohlenhydrate stellen als Scaffolds interessante Kandidaten für die kombinatorische Synthese dar, da sie mehrere Derivatisierungspositionen in stereochemisch definierter Art und Weise zur Verfügung stellen. So ist die räumlich eindeutige Präsentation angebundener pharmakophorer Gruppen möglich, wie es für den Einsatz als Peptidmimetika wünschenswert ist. Zur gezielten Derivatisierung einzelner Hydroxylfunktionen ist der Einsatz eines orthogonalen Schutz-gruppenmusters erforderlich, das gegenüber den im Lauf der kombinatorischen Synthese herrschenden Reaktionsbedingungen hinreichend stabil ist. Weiterhin ist ein geeignetes Ankersystem zu finden, um eine Festphasensynthese und damit eine Automatisierung zu ermöglichen.Zur Minimierung der im Fall von Hexosen wie Galactose benötigten fünf zueinander orthogonal stabilen Schutzgruppen wurde bei der vorliegenden Arbeit von Galactal ausgegangen, bei dem nur noch drei Hydroxylfunktionen zu differenzieren sind. Das Galactose-Gerüst kann anschließend wiederhergestellt werden. Die Differenzierung wurde über den Einsatz von Hydrolasen durch regioselektive Acylierungs- und Deacylierungs-reaktionen erreicht, wobei auch immobilisierte Enzyme Verwendung fanden. Dabei konnte ein orthogonales Schutzgruppenmuster sequentiell aufgebaut werden, das auch die nötigen Stabilitäten gegenüber sonstigen, teilweise geeignet modifizierten Reaktionsbedingungen aufweist. Für die Anbindung an eine Festphase wurde ein metathetisch spaltbarer Anker entwickelt, der über die anomere Position unter Wiederherstellung des Galactose-Gerüsts angebunden wurde. Auch ein oxidativ spaltbares und ein photolabiles Ankersystem wurden erprobt.

Synthese und Konformationsanalyse von Glycopeptiden aus der homophilen Erkennungsregion des LI-Cadherins

Über die Sekundärstruktur von LI-Cadherin ist bislang wenig bekannt. Es gibt keine Röntgenanalysen und keine NMR-spektroskopische Untersuchungen. Man kann nur aufgrund der Sequenzhomologien zu den bereits untersuchten klassischen Cadherinen vermuten, daß im LI-Cadherin ähnliche Verhältnisse in der entscheidenden Wechselwirkungsdomäne vorliegen. In Analogie zum E-Cadherin wurde angenommen, daß es im LI-Cadherin eine „homophile Erkennungsregion“ gibt, die in einer typischen beta-Turn-Struktur mit anschließenden Faltblattbereichen vorliegen sollte. Um den Einfluß verschiedener Saccharid-Antigene auf die Turn-Bildung zu untersuchen, wurden im ersten Teil der vorliegenden Arbeit verschiedene Saccharid-Antigen-Bausteine synthetisiert, mit denen dann im zweiten Teil der Arbeit durch sequentielle Festphasensynthese entsprechende Glycopeptidstrukturen aus dieser Region des LI-Cadherins aufgebaut wurden. Zur Synthese sämtlicher Antigen-Bausteine ging man von D-Galactose aus, die über das Galactal und eine Azidonitratisierung in vier Stufen zum Azidobromid umgesetzt wurde. In einer Koenigs-Knorr-Glycosylierung wurde dieses dann auf die Seitenkette eines geschützten Serin-Derivats übertragen. Reduktion und Schutzgruppenmanipulationen lieferten den TN Antigen-Baustein. Ein TN-Antigen-Derivat war Ausgangspunkt für die Synthesen der weiteren Glycosyl-Serin-Bausteine. So ließ sich mittels der Helferich-Glycosylierung der T Antigen-Baustein herstellen, und der STN-Antigen-Baustein wurde durch eine Sialylierungsreaktion und weitere Schutzgruppenmanipulationen erhalten. Da die Route über das T-Antigen-Derivat den Hauptsyntheseweg für die weiteren komplexeren Antigene bildete, wurden verschiedene Schutzgruppenmuster getestet. Darauf aufbauend ließen sich durch verschiede Glycosylierungsreaktionen und Schutzgruppenmanipulationen der komplexe (2->6)-ST-Antigen-Baustein, (2->3)-Sialyl-T- und Glycophorin-Antigen-Baustein synthetisieren. Im nächsten Abschnitt der Doktorarbeit wurden die synthetisierten Saccharid-Antigen-Serin-Konjugate in Festphasen-Glycopeptidsynthesen eingesetzt. Zunächst wurde ein mit dem TN Antigen glycosyliertes Tricosapeptid hergestellt. Mittels NMR-spektroskopischen Untersuchungen und folgenden Energieminimierungsberechnungen konnte eine dreidimensionale Struktur ermittelt werden. Die Peptidsequenz des Turn-bildenden Bereichs wurde für die folgenden Synthesen gewählt. Die Abfolge der einzelnen Reaktionsschritte für die Festphasensynthesen mit den verschiedenen Saccharid-Antigen-Bausteinen war ähnlich. Insgesamt verlief die Festphasen-Glycopeptidsynthese in starker Abhängigkeit vom sterischen Anspruch der Saccharid-Bausteine. Sämtliche so synthetisierten Glycopeptide wurden NMR spektroskopisch charakterisiert und mittels NOE-Experimenten hinsichtlich ihrer Konformation untersucht. Durch diese Bestimmung der räumlichen Protonen-Protonen-Kontakte konnte mittels Rechnungen zur Energieminimierung, basierend auf MM2 Kraftfeldern, eine dreidimensionale Struktur für die Glycopeptide postuliert werden. Sämtliche synthetisierten Glycopeptide weisen eine schleifenartige Konformation auf. Der Einfluß der Saccharid-Antigene ist unterschiedlich, und läßt sich in drei Gruppen einteilen.

Synthese tumorassoziierter Glycopeptidkonjugate basierend auf den epithelialen Mucinen MUC1 und MUC4 als potentielle Antitumorvakzine

Die Immuntherapie stellt eine hoffnungsvolle Alternative zu etablierten Behandlungsmethoden für Krebserkrankungen dar. Durch die Aktivierung des Immunsystems erhofft man sich eine selektive Abtötung von Tumorzellen. Eine solche Aktivierung kann durch Vakzinierung mit Glycopeptiden, welche Partialstrukturen tumorassoziierter Oberflächenglycoproteine darstellen, erfolgen. Um eine effektive Immunantwort zu erreichen, ist allerdings eine Konjugation dieser Glycopeptide mit immunogenen Trägern nötig. Zur Darstellung solcher Konjugate wurden im Rahmen dieser Arbeit zunächst mehrere, mit tumorassoziierten Kohlenhydraten glycosylierte Aminosäurebausteine dargestellt. Diese Bausteine wurden anschließend zur Festphasensynthese von Glycopeptiden eingesetzt. Durch ein neuartiges, chemoselektives Kupplungsverfahren konnten diese tumorassoziierten Glycopeptide an ein immunogenes Trägerprotein angebunden werden. Weiterhin wurde durch Festphasenpeptidsynthese ausgehend von einem tetrafunktionellen Lysin-Baustein ein dendrimeres Glycopeptid (MAP) erzeugt. Die Darstellung von vollsynthetischen Vakzinen gelang in Form von Konjugaten bestehend aus einem universellen T-Zell-Epitop und einem tumorassoziierten Glycopeptid. Diese Synthesen wurden ausgehend von einem festphasengebundenen, orthogonal geschützten Lysin durchgeführt. Abschließend wurde die Synthese von Konjugaten bestehend aus einem tumorassoziierten Glycopeptid und dem Mitogen Pam3Cys untersucht.