Peptide-Viologen Conjugates as Supramolecular Tools for Nanomaterials Design
Title
Peptide-Viologen Conjugates as Supramolecular Tools for Nanomaterials DesignAuthor(s)
Directors
Pazos, ElenaGarcía, Marcos D.
Date
2019Center/Dept./Entity
Universidade da Coruña. Facultade de CienciasDescription
Traballo fin de mestrado (UDC.CIE). Investigación química y química industrial. Curso 2018/2019Abstract
[Abstract] One of the main challenges in nanotechnology is the development of complex and smart
materials, whose properties can be modulated by application of external stimuli such as
changes on pH or red/ox potential. Among all biomolecules, peptides are versatile and
biocompatible platforms that constitute ideal starting points for the development of materials
with biomedical applications. In this context, the aim of this project is the design and
development of coiled coil peptide conjugates functionalized with pseudoviologen units. These
conjugates are expected to form supramolecular nanostructures upon the addition of
cucurbit[8]uril, which can be controlled by modifying the pH of the medium.
For this purpose, an activated pseudoviologen and two peptides, which are known to form a
parallel heterodimeric coiled coil structure, were prepared. Both peptides were coupled with
the pseudoviologen moiety following a solid phase Zincke reaction protocol. NMR and
HPLC-MS were used to follow the reactions and characterize the products. The final
conjugates were purified by reversed-phase semipreparative HPLC.
The formation of coiled coil heterodimers was confirmed by CD, and the self-assembly of the
coiled coil oligomers upon addition of CB[8] was studied by UV spectroscopy, TEM and DLS.
These techniques show good preliminary results that indicate the formation of nanometric
fibrils. [Resumo] Un dos principais retos en nanotecnoloxía é o desenvolvemento de materiais complexos e
intelixentes cuxas propiedades poidan ser modificadas mediante a aplicación de estímulos
externos como cambios de pH ou de potencial red/ox. Entre todas as biomoléculas, os péptidos
son plataformas versátiles e biocompatibles que constitúen puntos de partida ideais para o
desenvolvemento de materiais con aplicacións biomédicas. Neste contexto, o obxectivo deste
proxecto é o deseño e desenvolvemento de conxugados peptídicos con estrutura “coiled coil”
funcionalizados con unidades pseudoviolóxeno. Espérase que estes conxugados formen
nanoestruturas supramoleculares tras a adición de cucurbit[8]urilo, as cales poden ser
controladas modificando o pH do medio.
Para este propósito, preparáronse un pseudoviolóxeno activado e dous péptidos coñecidos por
formar unha estrutura de “coiled coil” paralela e heterodimérica. Ambos péptidos acopláronse
coa fracción pseudoviolóxeno seguindo un novo protocolo de reacción de Zincke en fase
sólida. Empregáronse técnicas de RMN e HPLC-MS para seguir as reaccións e caracterizar os
produtos. Os conxugados finais foron purificados mediante HPLC semipreparativo en fase
reversa.
A formación dos heterodímeros “coiled coil” confirmouse por DC. Finalmente, estudiouse a
autoensamblaxe dos oligómeros “coiled coil” tras a adición de CB[8] mediante espectroscopía
UV, TEM e DLS. Estas técnicas mostran bos resultados preliminares que indican a formación
de fibras nanométricas. [Resumen] Uno de los principales retos en nanotecnología es el desarrollo de materiales complejos e
inteligentes cuyas propiedades se puedan modificar mediante la aplicación de estímulos
externos como cambios de pH o de potencial red/ox. Entre todas las biomoléculas, los péptidos
son plataformas versátiles y biocompatibles que constituyen puntos de partida ideales para el
desarrollo de materiales con aplicaciones biomédicas. En este contexto, el objetivo de este
proyecto es el diseño y desarrollo de conjugados peptídicos “coiled coil” funcionalizados con
unidades pseudoviológeno. Se espera que estos conjugados formen nanoestructuras
supramoleculares tras la adición de cucurbit[8]urilo, las cuales pueden ser modificadas
modificando el pH del medio.
Para este propósito, se prepararon un pseudoviológeno activado y dos péptidos conocidos por
formar estructuras “coiled coil” paralelas y heterodiméricas. Ambos péptidos se acoplaron con
la fracción pseudoviológeno siguiendo un mecanismo de reacción de Zincke en fase sólida. Se
emplearon técnicas de RMN y HPLC-MS para seguir las reacciones y caracterizar los
productos. Los conjugados finales fueron purificados por HPLC semipreparativo en fase
reversa.
La formación de heterodímeros “coiled coil” se confirmó por DC. Finalmente, se estudió el
ensamblaje de los oligómeros “coiled coil” tras la adición de CB[8] mediante espectroscopía
UV, TEM y DLS. Estas técnicas muestran buenos resultados preliminares que indican la
formación de fibrillas nanométricas.
Keywords
Coiled coils
Peptides
Viologens
CB[8]
Supramolecular complexes
Nanostructures
Péptidos
Violóxenos
Complexos supramoleculares
Nanoestruturas
Viológenos
Complejos supramoleculares
Nanoestructuras
Peptides
Viologens
CB[8]
Supramolecular complexes
Nanostructures
Péptidos
Violóxenos
Complexos supramoleculares
Nanoestruturas
Viológenos
Complejos supramoleculares
Nanoestructuras