• No results found

University of Groningen Folding and replication in complex dynamic molecular networks Liu, Bin

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "University of Groningen Folding and replication in complex dynamic molecular networks Liu, Bin"

Copied!
43
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

Folding and replication in complex dynamic molecular networks

Liu, Bin

DOI:

10.33612/diss.99784510

IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below.

Document Version

Publisher's PDF, also known as Version of record

Publication date: 2019

Link to publication in University of Groningen/UMCG research database

Citation for published version (APA):

Liu, B. (2019). Folding and replication in complex dynamic molecular networks. University of Groningen. https://doi.org/10.33612/diss.99784510

Copyright

Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons).

Take-down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.

Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum.

(2)

Chapter 3 Dynamic Combinatorial Foldamers 

Folding of macromolecules and fully synthetic chemical systems typically relies on the defined  arrangement of secondary structure modules, such as helices, to give rise to often complex  tertiary  structures.  Protein  folding  has  been  the  result  of  millions  of  years  of  evolution  through  complex  pathways.  Research  into  synthetic  foldamers  has  only  recently  started  to  focus on tertiary structures. In chapter 2, we have shown the emergence of a complex folded  tertiary structure from DCLs made from amino acid‐nucleobase building blocks. These results  prompted us to investigate dynamic folding using building blocks based on short peptides. In  this chapter, we report the discovery of foldamers that form autonomously in aqueous media  based  on  simple  dipeptides  using  a  systems  chemistry  approach.  Crystallographic  and  spectroscopic  analysis  revealed  unprecedented  folding  patterns,  yielding  complex  tertiary  structures.  Remarkably,  in  one  instance  the  folded  structure  does  not  feature  any  distinct  secondary structure elements.                           

(3)

3.1 Introduction 

Establishing the fundamental principles that govern the emergence of structural complexity  in  well‐organized  supramolecular  systems  remains  a  challenge.1  We  know  from  protein  chemistry  that  the  way  in  which  the  twenty  natural  amino  acids  are  inserted  dictates  dynamicity  and  the  arrangement  of  local  secondary  segments,  giving  rise  to  unique  molecular  shapes,  where  atoms  are  located  with  atomic  precision.  Catalysis,  binding,  replication  and  information  transfer  arises  at  the  level  of  tertiary  assembly.  Following  a  hierarchal  approach,2  chemists  have  been  able  to  build  and  manipulate  molecular  shapes  obtained  through  folding.  However,  despite  computational  progress,3‐5  experimental  manifestations of the synthesis and assembly of large complex molecules that can mimic and  go  beyond  the  shapes  of  proteins  remain  rare.  The  majority  of  structures  of  synthetic  foldamers6‐12 reported to date rely on secondary structure motifs similar to those found in  biopolymers,  such  as  helices  and,  less  abundantly,  sheets,  despite  the  broad  repertoire  of  foldamer  backbones.  In  biology  folding  has  mainly  arisen  from  sequences  that  have  the  propensity  to  assemble  into  helical13‐17  or  β‐sheet  like  structures.18,19  Alterations  of  the  amino‐acid  sequence  often  dramatically  impact  non‐covalent  interactions,  leading  to  different shapes. Synthetic foldamers with chemical structures beyond the world of peptides  and nucleotides have been shown to adopt complex tertiary structures.20‐23 Helically folded  oligomeric backbones of defined length and high conformational stability have been utilized  to  bind  DNA  sequences,24  selectively  encapsulate  saccharides25  and  induce  charge‐transfer  interactions.26 The field of foldamers has made great strides in producing artificial secondary  structures. However given that much additional complexity and functional potential arises at  the  level  of  tertiary  structure,  accessing  new  types  of  folds  using  alternative  chemistries  might  lead  to  the  discovery  of  new  shapes  in  which  tertiary  interactions  not  only  stabilize  local segments but actually govern them. In chapter 2, we have described a self‐synthesizing  macrocyclic  foldamer  based  on  a  chimeric  amino  acid‐nucleobase  building  block.  The  foldamer  was  composed  of  15  identical  subunits  and  exhibited  a  complex  secondary  and  tertiary  structure,  consisting  of  repeats  of  five  triads.  Folding  driven  assembly27‐31  of  molecules using a systems chemistry approach has received little attention, despite the fact  that assembly phenomena can give rise to  the selective formation of topologically  defined  structures,32,33 self‐replicating molecules34 and receptors for given targets.35  

In this chapter, we report the discovery through dynamic combinatorial chemistry of highly  ordered  structures  with,  for  synthetic  foldamers,  unrivalled  complexity,  by  varying  the  molecular structure of simple dipeptide building blocks. By applying simple design rules, we 

(4)

Dynamic Combinatorial Foldamers

 

achieved  the  autonomous  formation  of  giant  foldamers  (a  9,  12,  13,  16  and  a  23mer),  exhibiting remarkable interaction patterns. 

 

Scheme 3.1. The formation of foldamers from DCLs made from dipeptide building blocks. 

3.2 Results and Discussion 

3.2.1 Design and synthesis of building blocks 

We  have  extensively  studied  self‐replication  based  on  building  blocks  featuring  β‐sheet  forming  peptides  (typically  containing  five  amino‐acid  residues)  where  small  alterations  of  the  sequence  did  not  disrupt  β‐sheet  formation  and  assembly.36  We  hypothesized  that  shortening  the  amino‐acid  sequence  and  diminishing  the  propensity  for  β‐sheet  formation  might  give  more  plasticity,  potentially  allowing  for  the  formation  of  foldamers.  Due  to  the  vast  combinatorial  space  available  even  for  short  peptide  sequences,  we  decided  to  make  use  of  simple  dipeptides,  the  shortest  possible  sequences  that  have  been  reported  to  be  organized  into  distinct  assemblies.37  The  dipeptides  were  composed  of  (un)natural  amino  acids  appended  with  an  aromatic  dithiol  at  the  N‐terminus  of  the  sequence  to  enable  the  formation  of  different  macrocyclic  disulfides  that  interconvert  through  thiol‐disulfide  exchange. From previous studies, we know that π‐π stacking is important for the stability of  folded complex structures, so phenylalanine was introduced in the building block, expecting  that the presence of the phenyl ring can assist the formation of folded structures. Besides,  the  para‐position  of  phenylalanine  is  easy  to  functionalize  with  substituents  with  different  properties,  which  allows  manipulating  the  supramolecular  interactions  by  minor  structural  modifications.  Lysine  was  introduced  at  the  C‐terminus  of  the  sequence  to  increase  water  solubility and the flexibility of the building block. 

(5)

In  order  to  validate  the  design  principles  described  above,  a  series  of  building  blocks  (1‐8,  Scheme  3.1)  composed  of  substituted  phenylalanine  and  lysine  were  synthesized  by  Solid  Phase  Synthesis  (SPS).  Hydrophobic  (fluorine,  nitro  and  methoxy)  and  hydrophilic  groups  (hydroxyl,  amino,  carboxyl  and  guanidinium)  were  introduced  at  the  para‐position  of  the  phenylalanine residue.  

3.2.2 Emergence of complex peptide foldamers 

A  series  of  libraries  were  set  up  by  dissolving  building  blocks  1‐8  individually  at  a  2.0  mM  concentration in borate buffer (50 mM, pH = 8.2) in the presence of air. The libraries were  stirred  until  no  further  change  in  distribution  was  observed  using  UPLC/MS.  In  the  library  made  from  the  unsubstituted  building  block  1,  a  4mer  macrocycle  was  selectively  formed,  and  no  complex  cyclic  products  were  observed.  Similarly,  4mers  were  also  the  dominant  products in libraries made from building blocks (2‐4) carrying hydrophobic groups, such as ‐F,  ‐NO2  and  ‐OCH3.  No  ordered  supramolecular  structure  was  observed  using  Transmission 

Electron Microscopy (TEM) for these libraries, with the exception of that made from building  block  4,  which  exhibited  fibrillar  structures  (Figure  S3.1).  Seeding  experiments  suggested  that the formation of 44 is autocatalytic (Figure S3.2), similar to previously reported peptide‐

based  systems.36  However,  replication  is  not  the  focus  of  the  current  chapter.  Apparently,  hydrophobic substituents do not lead to the formation of foldamers. 

Various  large  macrocycles  were  observed  in  the  libraries  made  from  building  blocks  containing substituents featuring hydrophilic hydrogen‐bond  donors or acceptors. A family  of large macrocycles up to 23mers was observed in the library generated from building block  5, featuring tyrosine instead of phenylalanine (Figure S3.23). These results suggest that the  introduction  of  potential  hydrogen‐bonding  sites  can  shift  the  product  distribution  of  the  library  towards  large  ring  sizes.  Indeed,  the  selective  formation  of  large  macrocycles  was  observed  in  libraries  constructed  from  building  blocks  6‐8  featuring  hydrophilic  groups  (carboxylate, amine and guanidinium respectively). 

UPLC/MS  analysis  of  the  library  made  from  carboxylic  acid  substituted  building  block  6  revealed the selective formation of a 9mer macrocycle (Figure 3.1a) (80%) accompanied by  4mer  and  3mer  (20%).  More  interestingly,  a  23‐membered  ring  was  formed  with  almost  complete  conversion  (95%)  in  the  library  made  from  building  block  7  featuring  an  amine  group  (Figure  3.1b).  Finally,  altering  the  overall  charge  of  the  monomer  by  adding  a  guanidinium moiety in building block 8 gave rise to the co‐existence of two 16mers. These  two  compounds  had  the  exact  same  mass,  yet  exhibited  a  remarkable  difference  in 

(6)

rete pola a co Figu libra stirri In  o mon (Figu fold sma bloc 3.2.3 In  o puri Note attri inve ray c ention  time  arity (Figure  onsequence o re  3.1.  UPLC ries made fro ing for 14 day order  to  de nitored the o ure S3.4‐3.6 amers 69, 72 all cyclic 3me ck had oxidiz 3 Characteri

order  to  obt fied  though e that UPLC  ibute  to  par estigated usin

crystallograp

in  the  UPLC 3.1c). Overa of the amphi C  analyses  (ab om 2.0 mM bu ys.   etermine  the oxidation of  6). The result 23 and 816: th er and 4mer ed to  form 3 ization of the tain  insight    automatic  analysis of i tial  unfoldin ng tandem m phy.  C  analysis,  in all, the forma iphilic nature bsorption  at  uilding blocks  e  kinetic  pr the libraries ts indicate th he emergenc ; in contrast 3mer and 4m e foldamers  into  the  str flash  colum solated 816 s ng  of  816‐1  d mass spectro ndicating  th ation of large e of these bu 254  nm)  sho  (a) 6, (b) 7, ( rofiles  for  t s made from here are two ce of 69 and t,  the forma mer in the in   ructure  of  m mn  chromato showed peak uring  the  an ometry (MS/M

Dynamic

at  the  two  e rings from uilding block

owing  the  fin c) 8 in borate the  formatio m building bl o distinct pa d 723 do not  ation of 816 o itial period.   macrocycles  ography  usin ks for 816‐1 ( nalysis.  Thus MS), circular

 Combinato

compounds  building blo s.   nal  product  d e buffer (50 m

on  of  these ocks 6, 7 an athways for t depend on t occurs only a 69,  723  and  ng  a  reverse 90%) and 81   the  obtaine r dichrosim (

orial Foldam

  had  a  diffe ocks 5‐8 cou   distribution  o mM, pH = 8.2)  e  foldamers, nd 8 by UPLC the formatio the formatio afer the bui 816,  these  w

e  phase  colu

16‐2 (10%), w ed  samples  w CD), NMR an

mers

  erent  ld be  f  the  after  ,  we  C‐MS  on of  on of  lding  were  umn.  which  were  nd X‐

(7)

The  inclu sing fold likel The  that that sign mac The  ado Figu 23/7 upon pH = results  of  th uding large o le  macrocyc amers  69 an y single mac CD spectrum t  the  dimerc t the CD spe ificantly enh crocycles. Sim CD bands of pt different f re 3.2. MS/M 7 for 723) and  n CID activatio = 8.2) at 298 K he  MS/MS  s oligomers su cle  rather  th d  816  (Figure crocycles.   m of 69 exhib captobenzen ctra of all m hanced as a c milarly enhan f these comp folding motif MS spectra of t (c) m/z=1655 on. (d) CD spe K.  show  that  fo uch as 721, 7

han  a  caten e  3.2a,  c),  d

bited two ch ne  core  expe monomers sh consequence nced CD spe pounds were fs compared the precursor 5 (n/z = 16/5  ectrum of 69 ( oldamer  723  718 and so fo nane.  Simila demonstratin aracteristic p eriences  a  c how only we e of the sup ectra were al e red‐shifted d to 69 (Figure r ion (a) m/z= for 816) show (black), 723 (gr fragmented  rth (Figure  3 r  results  we ng  that  also  peaks at 222 hiral  enviro ak signals, in ramolecular  lso observed d (240 and 2 e 3.2d).  =1132 (n/z = 9 wing the form reen) and 816  into  consec 3.2b), indica ere  also  obt

these  comp 2 and 256 nm nment  (Figu ndicating tha organization d for macrocy 68 nm), sugg 9/4 for 69), (b ation of cons (blue) in bora cutive  fragm ating that 723 tained  for  o pounds  are  m, which ind ure  3.2d).38  at the chiral n (folding) o ycles 723 and gesting that  b) m/z=1560 ( secutive fragm ate buffer (50 ents,  3 is a  other  most  icate  Note  ity is  f the  d 816.  they    (n/z =  ments   mM, 

(8)

Figu 723, 8 Figu fold loca re 3.3. 1H‐NM 816. Aromatic  ure  3.3  show amers  69,  7 ted at 7.0‐7 MR (D2O, 298K protons are s ws  the 1H‐NM 23  and  816  (D .5 ppm, the  K) spectra of b shown in red,  MR  spectra  o D2O,  298K).  α protons a building blocks α‐protons in  of  building  b The  aromat ppear in the

Dynamic

s 6, 7, 8 and t blue and alky blocks  6,  7  a tic  protons  o e range of 3.

 Combinato

the correspon l protons in bl nd  8  and  th of  all  mono 5‐5 ppm, an

orial Foldam

nding foldame lack.   he  correspon mers  are  m nd the other 

mers

    ers 69,  nding  ainly  alkyl 

(9)

prot rang large the  indic stru indic obse Figu diffe the f bond struc the c tons show si ge of chemic e macrocycle macrocycles cates  that  ctures.  Inter cating  the  p erved in the  re 3.4. X‐ray  erent sets of π first set by a p ds connecting cture. (c), (d)  chemical struc gnals at high cal shifts. All es adopt we s appear in t they  are  st restingly,  fou presence  of  a single crysta crystal struct π‐stacks obser pseudo C2 ax g the phenyl ri and (e) Side v cture, respect h field. The p  the spectra ell‐defined co the range of trongly  shie ur  sets  of  pr a  4‐fold  sym al X‐ray struc ure of 723. (a) rved between  is (dotted line ings. The colo views of 723 sh tively.     protons of th a show rema onformation f 5.5‐8.5 ppm elded,  furthe roton  signals mmetry  in  th cture of this c ) Chemical st  phenyls (solid e) are indicate ors of the phe howing the st he macrocycl arkably sharp s. The signal m. The shift  er  supportin s  were  obse he  macrocyc compound (s ructure. Arrow d arrows). A s ed by dotted  nyl rings corre tacks of pheny les are sprea p signals, sug ls of the aro of these sign ng  the  exist rved  in  the  le.  The  same see below).  ws and numb second set of π arrows. (b) Th espond to tho yl rings labele ad across a w ggesting tha matic proto nals to high  tence  of  fo spectrum  of e  symmetry   bers indicate t π‐stacks relat he ring of disu ose in the che ed as 1, 2, and wider  t the  ns of  field  olded  f  816,    was  three  ted to  ulfide  mical  d 3 in 

(10)

Dynamic Combinatorial Foldamers

 

The structure of 723 was investigated by single crystal X‐ray diffraction. The poor quality of 

the  crystal  structure  and  the  disorder  of  the  amino‐acid  residues  limit  an  analysis  of  bond  lengths  and  angles.  Nevertheless,  the  core  part  of  the  structure  featuring  the  phenyl  rings  connected by disulfide bonds clearly confirms the macrocyclic nature of 723.  

Figure 3.4b shows that the 23 building blocks in 723 are connected by 23 disulfide bonds to 

form a single giant macrocycle containing 115 atoms. There is a pseudo 2‐fold symmetry in  the  core  structure  composed  of  23  phenyls,  with  the  pseudo  C2  axis  dissecting  one  of  the  phenyl rings (marked in gray in Figure 3.4a).   One of the important interactions in the core structure is the π‐π stacking of the aromatic  rings. There are three sets of stacks at different locations: two sets involve only two phenyl  rings (Figure 3.4c and d), from i and i+2 residues (marked with solid arrows 1 and 2 in Figure  3.4a); the other stack involves three phenyl rings (Figure 3.4e), from i, i+2 and i+4 residues  (marked with solid arrows 3 in Figure 3.4a). These stacks are related to another set of stacks  (dashed  arrows  in  Figure  3.4a)  through  the  pseudo  C2  axis.  Apart  from  π‐stacking  interactions,  a  helical  arrangement  can  also  be  observed  in  the  structure.  The  five  phenyl  rings at the bottom in Figure 3.4b form a helically folded motif. Like the 15mer described in  the  previous  chapter,  not  only  secondary  structure  elements  (π‐stacks  and  a  helix)  are  present,  but  also  tertiary  structure  can  be  identified  in  723: the  molecule  adopts  a  highly 

ordered complex structure by long range noncovalent interactions. 

The structure of 816 was also investigated using single crystal X‐ray diffraction. However, as 

for 723, the poor quality of the crystal structure prevents an in‐depth analysis of the details 

of  the  structure.  It  is  clear  that  the  core  part  of  the  structure  is  connected  by  16  disulfide  bonds constructing a single giant macrocycle containing 80 atoms (Figure 3.5b). Unlike 723

the core structure of 816 has a 4‐fold symmetry, so the 16 phenyl rings are distributed over 

four  different  environments  (the  phenyl  rings  are  labeled  in  four  different  colors  in  Figure  3.5a).  

The structure of 816 is remarkably complex, it only features two π‐stacking interactions in its 

core  structure  (in  contrast,  a  large  number  of  such  stacks  were  found  in  the  15mer  and  23mer  structures  described  above).  Surprisingly,  both  sets  of  pi‐stacks  involve  only  two  phenyl  rings  that  are  recruited  from  opposite  sites  of  the  extended  macrocycle  (residues  i  and i+7, marked with solid arrows in chemical structure Figure 3.5a). No distinct secondary  structure was found in the core structure, yet the entire foldamer exhibits tertiary structure 

(11)

due  dyna stru stru Figu phen disul pane Note sam (Figu 1H‐N diffe 3.2.4 Tem unfo solu

to  the  colle amic  combi ctures direct cture modul

re 3.5. X‐ray  nyl  rings.  The lfide  bonds  c el a. (c) Side v e that the la mple of the li ure S3.3), su NMR spectru erent confor 4 Unfolding  mperature  d olding.  Figur ution at diffe ective  action inatorial  ch tly from sim les like in mo crystal struct e  same‐colore onnecting  the iew of 816 hig ater eluted 1 brary (conta uggesting tha um of 816‐2  s mations (Fig and refoldin ependent  e re  3.6  show rent temper n  of  many  n emistry  as  ple building  ost other me ure of 816. (a) d  phenyls  of  e  phenyl  ring hlighting two  16mer 816‐2 c aining 80% o at the prese shows broad gure S3.7).     ng of the fold experiments  s  the  CD  sp ratures. The  non‐covalent a  powerfu blocks witho ethods.  ) Chemical st the  core  par gs.  The  colors  stacks of two can be ampl of 816‐1 and 9 ence of 816‐2 d signals, con damers  (CD  and  pectra  of  th CD signals o t  interaction l  tool  for  out requiring ructure. Arrow rt  are  identica

of  the  pheny o phenyl rings. lified to 90% 9% of 816‐2 i 2 is due to p nsistent with NMR)  were e  foldamers of all foldam s.  These  fin obtaining  c g to first obta ws indicate tw al  by  symmet

yl  rings  corre .      % by dissolvin in the UPLC  artial unfold h the presen e  conducted   69,  723  and ers gradually nding  establi complex  ter aining secon wo sets of sta try.  (b)  The  ri espond  to  tho

ng a freeze‐d analysis) in  ding of 816‐1. nce of a rang d  to  invest d  816  in  aqu y diminish as shed  rtiary  ndary    acked  ng  of  ose  in  dried  DMF  . The  ge of  igate  eous  s the 

(12)

tem app 723  a heat to  b furth the  the  was  aque whe upo conf cool Figu Chan upon perature  in roximately li and  816,  a  m ted to 70 °C, be  heated  to her indicate  resulting str solutions, as  also probed eous  solutio en  the  soluti n  lowering  firmed  that  l cycle.  

re  3.6. CD sp nges  in  ellipti n heating from ncreases.  Th inear (Figure more  defined , the CD sign o  80  °C  to  o that, althou ructure is sig s was found  d using 1H‐N ons  of  foldam

on  were  he the  tempe the  molecul

ectra of folda city  at  a  spec m 20‐90°C.  he  decrease e 3.6a). In co d  unfolding  t nal of 723 was observe  signi gh the build gnificantly di in the case  MR experim mers  show  ated  up  to  a rature,  indic e  compositi

amers (a) 69

cific  waveleng

e  in  the  C ontrast, in th temperature s dramatical ificant  spect ing blocks of ifferent. Refo of the 15me ments. Variab

that  the  spe around  80  °

cating  that  on  of  the  sa

(b) 723 and (c

gth  (260  nm)

Dynamic

CD  signal  o he temperatu e  was  observ ly reduced ( tral  changes  f all foldame olding was o er (Figure 3. ble temperat ectra  of  fold C.  The  spect unfolding  i amples  did  n c) 816 in water )  in  the  CD  sp

 Combinato

of  69  with  ure depende ved.  When  t Figure 3.6b) (Figure  3.6c ers are simila observed upo 6d). Unfoldi ture 1H‐NMR damers  723  a tra  revert  to s  reversible not  change  f r at different  pectra  of  diffe

orial Foldam

temperatur ent CD spect the  solution , while 816 n c).  These  re ar, the stabili on cooling d ing and refo R experiment and  816  cha

o  the  initial  s e.  UPLC  ana following  a  h temperature ferent  macroc

mers

  re  is  ra of    was  eeds  esults  ity of  down  lding  ts on  nged  state  alysis  heat‐   es. (d)  cycles 

(13)

3.2.5 We  Con yield The  12m tem com Figu aque NaCl

3.3 

We  of  u build desi 5 Effect of th investigate sidering the  d of 69 by sh presence of mer  (Figure  plate  effects mposition, wh re  3.7.  UPLC  eous borate b l, (c) MgCl2, (d

Conclusion

have establi unprecedent ding  blocks,  gn  rules  th he solvent e d  whether  overall nega ielding the e f 1.0 M MgC 3.7c)  or  a  1 s  exerted  by hereas guani traces  (absor buffer (50 mM d) CaCl2, and (

ns  

ished dynam ted  folding 

as  a  result  at  can  be  a

nvironment  the  solven ative charge  electrostatic  Cl2 and CaCl2 13mer  (Figu y  these  salts dinium chlor rption  at  254  M, pH 8.2) (a) e) guanidinium mic combinat assemblies  of  their  the applied  to  a  on the form nt  environm of 69, salts w repulsion be 2 did not inc ure  3.7d)  w s.  Notably,  c ride favored nm)  of  the  D ) without add m chloride.    torial chemis that  form  ermodynam access  these mation of fold ment  influen were added w etween the n crease the yi as  observed hloride  anio  the formati DCLs  made  fro ded salt and in stry as a pow autonomou ic  stability.  W e  highly  ord

damers   nced  foldam with a view t negative char ield of the 9 d,  respective ons  did  not  a on of the 4m om  2.0  mM  b n the presenc werful tool f usly  from  s We  have  fo dered  topolo mer  formati to enhancing rges (Figure  9mer. Howev ely,  indicativ affect  the  lib mer (Figure 3 building  block ce of 1.0 M o for the disco simple  dipep ormulated  si ogical  struct on.33  g the  3.7).  ver a  ve  of  brary  3.7e).     k  6  in  of: (b)  overy  ptide  mple  tures 

(14)

Dynamic Combinatorial Foldamers

 

involving  balancing  the  hydrophilic  and  hydrophobic  parts  of  the  monomers.  Crystal  structures  revealed  unique  folding  patterns,  in  one  instance  skipping  hierarchic  folding,  adopting  tertiary  structure  without  significant  secondary  structure  modules.  Even  though  exact prediction of specific ring sizes remains challenging, our approach offers an attractive  pathway  for  discovering  fascinating  new  foldamers  of  substantial  complexity.  Further  structure  elucidation  of  these  dynamic  combinatorial  foldamers  might  pave  the  way  for  elaborating  them  into  catalysts.39  Furthermore,  design  and  use  of  external  templates  may  uncover yet more foldamers. 

3.4. Acknowledgements 

The research was performed in collaboration with Dr. Charalampos G. Pappas, who is most  gratefully acknowledged for the synthesis of building blocks, preparation and UPLC analysis  of  the  libraries,  and  characterization  the  structures.  All  the  experiments  involving  MS  analysis  and  Flash  Chromatography  were  performed  by  Bin  Liu.  Prof.  Ivan  Huc  and  Dr.  Pradeep  Mandal  are  acknowledged  for  crystallization  experiments  and  refinement  of  the  crystal structures. The MS/MS experiments have been performed through collaboration with  the research group of Prof. Kevin Pagel with the help of PhD. students, Waldemar Hoffmann  and Christian Manz.     

 

 

(15)

3.5. Experimental section 

3.5.1 General methods 

All  chemicals,  unless  otherwise  stated,  were  purchased  from  Sigma‐Aldrich  and  used  as  received.  Amino‐acid  resins  were  purchased  from  Novabiochem  and  Fmoc  modified  phenylalanines from Chem Impex International and Iris Biotech. Acetonitrile (ULC‐MS grade),  water  (ULC‐MS grade) and  trifluoroacetic acid  (HPLC grade) were purchased from Biosolve  BV. Flash column chromatography was performed on a Reveleris® X2 Flash Chromatography  System (Grace Davison Discovery Sciences, Deerfield IL) on normal or reversed phase silica  cartridges. NMR spectra were recorded on a 600 MHz spectrometer. 

Buffer preparation 

Borate  buffer  (12.5  mM  in  Na2B4O7,  pH  =  8.2)  was  prepared  by  dissolving  boric  acid 

anhydride (87.0 mg, B2O3) in 50 mL doubly distilled water. The pH was adjusted to 8.2 using  concentrated NaOH.   Library preparation   Peptide monomers were dissolved in borate buffer (12.5 and 50 mM, pH 8.0) to prepare a  library. All libraries were set up in an HPLC vial (12×32 mm) with a Teflon‐coated screw cap.  All HPLC vials were equipped with a cylindrical stirrer bar (2×5 mm, Teflon coated, purchased  from VWR) and stirred at 1200 rpm using an IKA RCT basic hot plate stirrer. All experiments  were performed at ambient conditions.  UPLC and UPLC‐MS analysis 

UPLC  analyses  were  performed  on  a  Waters  Acquity  H‐class  system  equipped  with  a  PDA  detector,  at  a  detection  wavelength  of  254  nm.  Samples  were  injected  on  a  Phenomenex  Aeris Peptide 1.7 μm (150 × 2.1 mm) column, using ULC‐MS grade water (eluent A) and ULC‐ MS  grade  acetonitrile  (eluent  B),  containing  0.1  V/V  %  TFA  as  modifier.  A  flow  rate  of  0.3  mL/min and a column temperature of 35 °C were used. 

UPLC‐MS analyses were performed using a Waters Acquity UPLC H‐class system coupled to a  Waters  Xevo‐G2  TOF.  The  mass  spectrometer  was  operated  in  positive  electrospray  ionization mode with the following ionization parameters: capillary voltage: 3 kV; sampling  cone  voltage:  20  V;  extraction  cone  voltage:  4  V;  source  gas  temperature:  120  °C; 

(16)

Dynamic Combinatorial Foldamers

 

desolvation gas temperature: 450 °C;  cone gas flow (nitrogen): 1 L/h; desolvation gas flow  (nitrogen): 800 L/h. 

Circular Dichroism spectroscopy 

Spectra were recorded on a Jasco J‐810 spectrometer with a Peltier temperature controller.  Sample  concentrations  (in  building  block)  were  8×10–5  M.  Heat‐cool  cycles  were  applied  from 20 to 90°C in steps of 1 degree at a rate of 0.1 degree/min and maintained for 10 min  at  every  temperature  before  measuring.  Spectra  were  obtained  as  averages  of  3  measurements from 190 to 400 nm with a scanning speed of 150 nm/min and a bandwidth  of 1 nm.   MS/MS analysis  MS/MS analysis was performed on a Synapt G2‐S HDMS (Waters Corporation, Manchester,  UK), described in detail elsewhere (S. D. Pringle, K. Giles, J. L. Wildgoose, J. P. Williams, S. E.  Slade, K. Thalassinos, R. H. Bateman, M. T. Bowers, J. H. Scrivens, Int. J. Mass Spectrom. 2007,  261, 1‐12.). Before MS/MS measurement the oligomeric stock solution isolated by UPLC (see  library preparation and UPLC‐MS analysis) were typically diluted to 1‐5 mM with respect to  building  block  with  water/methanol  (70%:30%)  +  0.5%  formic  acid.  A  nano‐electrospray  ionization  source  was  used  to  ionize  35uL  of  sample  from  platinum‐palladium‐coated  borosilicate capillaries prepared in‐house. Typical settings in positive ion mode were: 0.65 kV  capillary  voltage,  60  V  sampling  cone  voltage,  5 V  source  offset  voltage,  50°C  source  temperature, 500°C desolvation gas temperature, 50 L/h cone gas flow, 800 L/h desolvation  gas flow, 10‐50 V trap CE, 0 V transfer CE. For MS/MS experiments either the trap collision  energy or the transfer collision energy was increased to 10‐50 V. 

Negative‐staining Transmission Electron Microscopy 

Samples  were  diluted  40‐fold  using  UPLC  grade  water.  A  small  drop  (5  µL)  of  sample  was  then deposited on a 400 mesh copper grid covered with a thin carbon film (supplied by Agar  Scientific). After 30 seconds, the droplet was blotted on filter paper. The sample was then  stained  with  a  solution  of  2%  uranyl  acetate  (4  µL)  deposited  on  the  grid,  subsequently  washed and blotted on filter paper after 30 seconds. The staining procedure was repeated a  second time, this time without the washing and blotting step. The grids were observed in a  Philips CM12 electron microscope operating at 120 kV. Images were recorded on a slow scan  CCD camera.  

(17)

UPLC methods: 

Method  for  the  analysis  of  DCLs  made  from  building blocks 1‐4:  t / min  % B  0  10  1  20  11  80  13  95  13.5  95  14  10  17  10   

Method  for  the  analysis  of  DCLs  made  from  building blocks 5 and 6:  t / min  % B   0  10  1  15  11  50  13  95  13.5  95  14  10  17  10  Method for the analysis of DCLs made from building blocks 7 and 8:  t / min  % B  0  10  1  15  9  24  12.5  60  13  95  13.5  95  14  10  17  10    3.5.2 Synthesis and characterization of building blocks  Synthesis of monomers has been performed using conventional Solid Phase Peptide Synthesis (SPPS)  using  the  Fmoc/tBu  strategy  on  Wang  resin.  Amino  acids  were  introduced  protected  as  Fmoc‐ Lys(Boc)‐OH,  Fmoc‐Tyr(Boc)‐OH,  Fmoc‐Phe‐OH,  Fmoc‐Phe‐(4‐NH‐Boc)‐OH  or  Fmoc‐Phe‐(4‐COOtBu)‐ OH. Fmoc deprotection steps were carried out with 20 % piperidine in DMF (v/v) for 15 min. Coupling  reactions  of  Fmoc  amino  acids  were  performed  in  DMF  using  N‐diisopropylcarbodiimide  (DIC)  and  ethyl cyano(hydroxyimino)acetate (oxyma).  Deprotection from resin and removal of the protecting  groups from the side chains of the amino acids was performed using a cocktail of 95% TFA, 2,5% 1,2‐ ethanedithiol (EDT), 1,25% water and 1, 25% triisopropylsilane (TIS) for 3 hours. Crude peptides were  purified  using  flash  column  chromatography  and  obtained  at  purity  level>  97%.  Impurities  were  mainly dimers and other small oligomers. 

(18)

Scheme S

Append

Figure  S3 stirring a O O N H NH Boc HO O N H O NH2 R S3.1. Synthesi

dix 

3.1. TEM imag t 1200 rpm. T 20% P 3 Fmoc N H H N O SH SH is route for pe ges for librari The building b Piperidine in DMF 3X for15 min 95% TFA 2,5% EDT 1,25% TIS 1,25% H2O Boc eptide‐based m ies made from block concent O O NH NH Boc O O N H O H N NH R O monomers.  m building blo tration was 2. O Fmoc N H 3 hours DIC, Oxy H2 R STrit STrit HO

Dyna

ocks: (a) 1, (b .0 mM in bor OH O s yma 3 hours DIC, oxyma B B O STrit STrit O

amic Combi

b) 2, (c) 3 and ate buffer (12 O O N H O H N 20% Pip 3X fo NH Boc R O O N H O N NH Boc R

inatorial Fo

    d (d) 4 after 1 2.5 mM, pH = H N Fmoc peridine in DMF or15 min NH2

oldamers

  16 days of  = 8.0). The 

(19)

Figure  S3 behavior. Figure S3 immediat dried libr 3.2.  Seeding  i .   3.3. UPLC trace tely after diss rary in 100% D induced  form es of the DCL  olving a freez DMF.  ation  of  44,  b made from 8  e‐dried library by  adding  10  (2.0 mM) in b y in buffer an   mol%  of  pre

borate buffer  d (b) immedia formed  44,  su (12.5 mM, pH ately after diss uggesting  aut H = 8.0): (a)  solving the fre tocatalytic    eeze‐

(20)

Figure S3 (b) Total  Figure S3 (b) Total  Figure S3 (b) Total  3.4. (a) Kinetic UPLC peak ar 3.5. (a) Kinetic UPLC peak ar 3.6. (a) Kinetic UPLC peak ar c profiles of DC ea for the libr c profiles of DC ea for the libr c profiles of DC ea for the libr CLs made from raries.  CLs made from raries.  CLs made from raries.  m 2.0 mM bui m 2.0 mM bui m 2.0 mM bui

Dyna

ilding block 6  ilding block 7  ilding block 8 

amic Combi

in borate buff in borate buff in borate buff

inatorial Fo

ffer (12.5 mM, ffer (12.5 mM, ffer (12.5 mM,

oldamers

    , pH = 8.0).    , pH = 8.0).    , pH = 8.0). 

(21)

Figure S3 Figure S3 MHz).  3.7. 1H‐NMR sp 3.8. Variable te pectra of the  emperature 1 late‐eluting fo H‐NMR (wate oldamer 816‐2 er suppression 2 in DMF‐d7 at n) spectra of fo room temper oldamer 69 in    rature (600 M  D2O from 5‐8 MHz).    85°C (500 

(22)

Figure S3 MHz).  Figure S3 (500 MHz 3.9. Variable te 3.10. Variable  z).  emperature 1 temperature  H‐NMR (wate 1H‐NMR (wat er suppression ter suppressio

Dyna

n) spectra of fo on) spectra of 

amic Combi

oldamer 723 in foldamer 816 

inatorial Fo

n D2O from 5‐ in D2O from 5

oldamers

    ‐85°C (500    5‐85°C 

(23)

Figure S3 buffer (1 sodium sa Figure S3 after diss 3.11. Histogra 2.5 mM, pH = alts.  3.12. UPLC tra solving, (b) aft ms showing p = 8.0) in the  ces of a DCL m ter stirring for product distrib presence of ( made from 1 ( r 10 days.  butions of DC (a) 1.0 M of d (2.0 mM) in b Ls made from different chlo orate buffer ( m building bloc ride salts and 12.5 mM, pH  ck 6 (2.0 mM) d (b) 1.0 M of = 8.0): (a) im   ) in borate  f different    mediately 

(24)

Figure S3 made  fro 613.21 [M Figure S3 after diss 3.13. Mass spe om  1  (2.0  mM M+3H]3+.  3.14. UPLC tra solving, (b) aft ectrum of 14 ( M).  Calculated ces of a DCL m ter stirring for (retention tim   m/z:  919.26 made from 2 ( r 10 days.  me 7.35 min in 6  [M+2H]2+,  61 (2.0 mM) in b

Dyna

n Figure S3.12 13.18  [M+3H] orate buffer (

amic Combi

2b) from the L ]3+;  observed  (12.5 mM, pH 

inatorial Fo

  LC‐MS analysi m/z:  919.28   = 8.0): (a) im

oldamers

  s of a DCL  [M+2H]2+,    mediately 

(25)

Figure S3 made fro 955.27 [M Figure S3 after diss 3.15. Mass spe om 2 (2.0 mM M+2H]2+.  3.16. UPLC tra solving, (b) aft ectrum of 24 ( M). Calculated  ces of a DCL m ter stirring for (retention tim m/z: 1909.48 made from 3 ( r 10 days.  me 7.51 min in 8 [M+1H]+, 95 (2.0 mM) in b n Figure S3.14 55.25 [M+2H] orate buffer ( 4b) from the L 2+; observed  (12.5 mM, pH    LC‐MS analysi m/z: 1909.47    = 8.0): (a) im s of a DCL  7 [M+1H]+,  mediately 

(26)

Figure S3 made fro 841.24 [M Figure S3 made fro 2017.45 [ 3.17. Mass spe om 3 (2.0 mM M+3H]3+.  3.18. Mass spe om 3 (2.0 mM [M+1H]+, 1009 ectrum of 35 ( ). Calculated  ectrum of 34 ( M). Calculated  9.27 [M+2H]2+ (retention tim m/z: 1261.29 (retention tim m/z: 2017.46 + , 673.20 [M+ me 6.87 min in  [M+2H]2+, 84 me 7.27 min in 6 [M+1H]+, 10 +3H]3+. 

Dyna

n Figure S3.16 41.20 [M+3H]3 n Figure S3.16 009.24 [M+2H

amic Combi

6b) from the L 3+; observed m 6b) from the L ]2+, 673.16 [M

inatorial Fo

  LC‐MS analysi m/z: 1261.34    LC‐MS analysi M+3H]3+; obse

oldamers

  s of a DCL  [M+2H]2+,  s of a DCL  erved m/z: 

(27)

Figure S3 made  fro 505.15 [M Figure S3 day, (b) s 3.19. Mass spe om  3  (2.0  mM M+3H]3+.  3.20. UPLC tra tirring for 16  ectrum of 33 ( M).  Calculated ces of a DCL m days.  (retention tim   m/z:  757.18 made from 4 ( me 7.62 min in   [M+2H]2+,  50 (2.0 mM) in b n Figure S3.16 05.12  [M+3H] borate buffer ( 6b) from the L ]3+;  observed  (12.5 mM, pH    LC‐MS analysi m/z:  757.21     = 8.0): (a) sti s of a DCL  [M+2H]2+,  rring for 1 

(28)

Figure S3 made fro 1958.57 [ Figure S3 made fro 3.21. Mass spe om 4 (2.0 mM [M+1H] +, 979 3.22. Mass spe om 4 (2.0 mM) ectrum of 44 ( M). Calculated  9.57 [M+2H]2+, ectrum of 43 ( ). Calculated m (retention tim m/z: 1957.56 , 653.20 [M+3 (retention tim m/z: 734.72 [M me 7.02 min in 6 [M+1H] +, 9 3H]3+.  me 7.56 min in M+2H]2+; obse

Dyna

n Figure S3.20 79.29 [M+2H n Figure S3.20 erved m/z: 73

amic Combi

0b) from the L ]2+, 653.19 [M 0b) from the L 4.67 [M+2H]2

inatorial Fo

  LC‐MS analysi M+3H]3+; obse LC‐MS analysi 2+ . 

oldamers

  s of a DCL  erved m/z:    s of a DCL 

(29)

Figure  S3 stirring fo Figure S3 MS analy 3.23.  UPLC  an or 1 day, (b) st 3.24. Mass spe ysis of a DCL m

nalysis  of  a  D tirring for 16 d ectrum of 516, made from 5  CL  made  from days.  , 517, 518 and 5 (2.0 mM). Du m  5  (2.0  mM 522 (retention  ue to the simi )  in  borate  bu time 4.12‐4.4 lar retention  uffer  (12.5  m 47 min in Figu time of these   mM,  pH  =  8.0) re S3.23b) fro e macrocycles   after:  (a)    om the LC‐ s, they are 

(30)

analyzed  1901.78  m/z:  202 observed [M+6H]6+ Figure S3 analysis  o analyzed  [M+5H]5+ 1545.16  514: 1663 in a single ma [M+3H]3+, 152 20.57M+3H]3+ d  m/z:  2139.1 +; observed m 3.25. Mass spe of  a  DCL  mad in  a  single  m

+ ;  observed  m [M+4H]4+, 123 .94 [M+4H]4+, ass spectrum. 21.64 [M+4H] +,  1616.89  [M 11  [M+4H]4+,  /z: 2091.69 [M ectrum of 512, de  from  5  (2. mass  spectrum m/z:  1901.57  36.33 [M+5H] , 1331.35 [M+ . Calculated m ]4+.  Calculate M+4H]4+.    Ca 1711.87  [M+ M+5H]5+, 1743 , 513 and 514 ( 0  mM).  Due  m.  Calculated [M+3H]3+,  14 ]5+; observed  +5H]5+; observ m/z for 516: 19 ed m/z for 517 alculated  m/z +5H]5+.    Calc 3.22 [M+6H]6+ retention tim to  the  simila d  m/z  for  512 426.43  [M+4 m/z: 1545.34 ved m/z: 1664

Dyna

901.50 [M+4H 7: 2020.28 [M z  for  518:  213 ulated  m/z  f + e 4.59‐4.82 m ar  retention  t :  1901.50  [M H]4+,  1141.53 4 [M+4H]4+, 12 4.20 [M+4H]4+,

amic Combi

]4+, 1521.40 [M +4H]4+, 1616. 39.06  [M+4H for  522:  2091. min in Figure S ime  of  these  M+3H]3+,  1426 3  [M+5H]5+.  C 236.56 [M+5H , 1331.56 [M+

inatorial Fo

M+5H]5+; obse .43 [M+5H]5+; H]4+,  1711.45  .55  [M+5H]5+ S3.23b) from t macrocycles, 6.37  [M+4H]4+ Calculated  m/ H]5+. Calculate +5H]5+. 

oldamers

  erved m/z:   observed  [M+5H]5;  + ,  1743.13    the LC‐MS  ,  they  are  +,  1141.30  /z  for  513:  ed m/z for 

(31)

Figure S3 made fro 1046.31 [ Figure S3 made fro 1070.08 [ 3.26. Mass spe om 5 (2.0 mM) [M+5H]5+.  3.27. Mass spe om 5 (2.0 mM) [M+4H]4+.  ectrum of 511  ). Calculated m ectrum of 59 ( ). Calculated m (retention tim m/z: 1307.60  (retention tim m/z: 1426.38  me 5.16 min in [M+4H]4+, 104 me 5.34 min in [M+3H]3+, 107 n Figure S3.23 46.28 [M+5H] n Figure S3.23 70.04 [M+4H] 3b) from the L 5+ ; observed m 3b) from the L 4+; observed m   LC‐MS analysi m/z: 1307.63  LC‐MS analysi m/z: 1426.41  is of a DCL  [M+4H]4+,    s of a DCL  [M+3H]3+, 

(32)

Figure S3 made fro 832.51 [M Figure S3 made  fro 3.28. Mass spe om 5 (2.0 mM M+4H]4+.  3.29. Mass spe om  5  (2.0  mM 3+ ectrum of 57 ( ). Calculated  ectrum of 54 ( M).  Calculated (retention tim m/z: 1109.63 (retention tim   m/z:  951.25 me 6.22 min in  [M+3H]3+, 83 me 6.50 min in   [M+2H]2+,  63

Dyna

n Figure S3.23 32.47 [M+4H]4 n Figure S3.23 34.51  [M+3H]

amic Combi

3b) from the L 4+; observed m 3b) from the L ]3+;  observed 

inatorial Fo

LC‐MS analysi m/z: 1109.66    LC‐MS analysi m/z:  951.27 

oldamers

    s of a DCL  [M+3H]3+,  s of a DCL  [M+2H]2+, 

(33)

Figure S3 made  fro 476.17 [M Figure S3 after diss 3.30. Mass spe om  5  (2.0  mM M+3H]3+.  3.31. UPLC tra solving, (b) aft ectrum of 53 ( M).  Calculated ces of a DCL m ter 14 days of  (retention tim   m/z:  713.69 made from 6 ( stirring at 120 me 7.94 min in   [M+2H]2+,  47 (2.0 mM) in b 00 rpm, in the n Figure S3.23 76.13  [M+3H] orate buffer ( e presence of  3b) from the L ]3+;  observed  (12.5 mM, pH  1.0 M (c) NaC LC‐MS analysi m/z:  713.72     = 8.0): (a) im Cl, (d) MgCl2, (   s of a DCL  [M+2H]2+,  mediately  (e) CaCl2. 

(34)

Figure S3 made fro Figure S3 made fro 1636.49 [ 3.32. Mass spe om 6 (2.0 mM) 3.33. Mass spe om 6 (2.0 mM) [M+4H]4+.  ectrum of 614  ). Calculated m ectrum of 613  ). Calculated m (retention tim m/z: 1761.92  (retention tim m/z: 2181.19  me 4.00 min i [M+4H]4+; obs me 4.16 min i [M+3H]3+, 163

Dyna

n Figure S3.31 served m/z: 1 n Figure S3.31 36.14 [M+4H]

amic Combi

1e) from the L 762.25 [M+4H 1e) from the L 4+; observed m

inatorial Fo

LC‐MS analysi H]4+.  LC‐MS analysi m/z: 2182.17 

oldamers

    s of a DCL    s of a DCL  [M+3H]3+, 

(35)

Figure S3 made fro 1133.09 [ Figure S3 made fro 2013.83 [ 3.34. Mass spe om 6 (2.0 mM) [M+4H]4+.  3.35. Mass spe om 6 (2.0 mM) [M+3H]3+, 151 ectrum of 69 ( ). Calculated m ectrum of 612  ). Calculated m 10.73 [M+4H]4 (retention tim m/z: 1510.36  (retention tim m/z: 2013.48  4+, 1208.76 [M me 4.38 min in [M+3H]3+, 113 me 4.67 min i [M+3H]3+, 151 M+5H]5+.  n Figure S3.31 33.02 [M+4H] n Figure S3.31 10.36 [M+4H] 1e) from the L 4+ ; observed m 1e) from the L 4+ , 1208.49 [M   LC‐MS analysi m/z: 1510.44    LC‐MS analysi M+5H]5+; obse s of a DCL  [M+3H]3+,  s of a DCL  erved m/z: 

(36)

Figure S3 made fro 671.88 [M Figure S3 made fro 3.36. Mass spe om 6 (2.0 mM M+3H]3+.  3.37. Mass spe om 6 (2.0 mM 2+ ectrum of 64 ( ). Calculated  ectrum of 63 ( M). Calculated  (retention tim m/z: 1007.24 (retention tim m/z: 1510.36 me 5.56 min in 4 [M+2H]2+, 67 me 6.88 min in 6 [M+1H]+, 75

Dyna

n Figure S3.31 71.83 [M+3H]3 n Figure S3.31 55.69 [M+2H]

amic Combi

1e) from the L 3+ ; observed m 1e) from the L 2+; observed 

inatorial Fo

  LC‐MS analysi m/z: 1007.31    LC‐MS analysi m/z: 1510.45

oldamers

  s of a DCL  [M+2H]2+,  s of a DCL  5 [M+1H]+, 

(37)

Figure S3 after diss Figure S3 made  fro [M+7H]7+ [M+7H]7+ 3.38. UPLC tra solving, (b) aft 3.39. Mass spe om  7  (2.0  mM + , 1364.16 [M + , 1364.37 [M+ ces of a DCL m ter stirring for ectrum of 723  M).  Calculate +8H]8+; obser +8H]8+.  made from 7 ( r 20 days.  (retention tim d  m/z:  2727. rved m/z: 272 (2.0 mM) in b me 8.62 min i .31  [M+4H]4+, 27.57 [M+4H]4 orate buffer ( n Figure S3.38 ,  2182.05  [M 4+ , 2182.11 [M (12.5 mM, pH  8b) from the L +5H]5+,  1818 M+5H]5+, 1818    = 8.0): (a) im LC‐MS analysi 8.54  [M+6H]6+ 8.40 [M+6H]6+ mediately    s of a DCL  +,  1558.90  + , 1558.87 

(38)

Figure S3 made  fro 475.20 [M Figure S3 after diss 3.40. Mass spe om  7  (2.0  mM M+3H]3+.  3.41. UPLC tra solving, (b) aft ectrum of 73 ( M).  Calculated ces of a DCL m ter stirring for retention tim d  m/z:  712.22 made from 8 ( r 14 days.  me 11.34 min i 2  [M+2H]2+,  4 (2.0 mM) in b

Dyna

n Figure S3.38 475.15  [M+3H orate buffer (

amic Combi

8b) from the L ]3+;  observed (12.5 mM, pH 

inatorial Fo

LC‐MS analysi d  m/z:  712.11  = 8.0): (a) im

oldamers

    is of a DCL  1[M+2H]2+,    mediately 

(39)

Figure S3 DCL made m/z: 2065 Figure S3 DCL made m/z: 2065 3.42. Mass sp e from 8 (2.0  5.52 [M+4H]4 3.43. Mass sp e from 8 (2.0  5.49 [M+4H]4 ectrum of 816 mM). Calcula +, 1652.78 [M ectrum of 816 mM). Calcula +, 1652.77 [M 6‐1 (retention ated m/z: 2065 +5H]5+, 1377. 6‐2 (retention ated m/z: 2065 +5H]5+, 1377.  time 3.74 m 5.65 [M+4H]4 .57 [M+6H]6+.   time 8.29 m 5.65 [M+4H]4 .57 [M+6H]6+.  in in Figure S 4+ , 1652.72 [M in in Figure S 4+, 1652.72 [M   3.41b) from t M+5H]5+, 1377. 3.41b) from t M+5H]5+, 1377.   the LC‐MS an .44 [M+6H]6+;   the LC‐MS an .44 [M+6H]6+; alysis of a   observed  alysis of a   observed 

(40)

Figure S3 made fro 689.54 [M Figure S3 made  fro 517.25 [M 3.44. Mass spe om 8 (2.0 mM M+3H]3+.  3.45. Mass spe om  8  (2.0  mM M+3H]3+.  ectrum of 84 ( ). Calculated  ectrum of 83 ( M).  Calculated retention tim m/z: 1033.33 retention tim   m/z:  775.25 me 10.44 min i  [M+2H]2+, 68 me 11.67 min i   [M+2H]2+,  51

Dyna

n Figure S3.41 89.22 [M+3H]3 n Figure S3.41 17.17  [M+3H]

amic Combi

1b) from the L 3+ ; observed m 1b) from the L ]3+;  observed 

inatorial Fo

  LC‐MS analysi m/z: 1033.57    LC‐MS analysi m/z:  775.17 

oldamers

  is of a DCL  [M+2H]2+,  is of a DCL  [M+2H]2+, 

(41)

3.6 References 

(1)  Woolfson, D. N.; Baker, E. G.; Bartlett, G. J. Science 2017, 357, 133.  (2)  Baldwin, R. L.; Rose, G. D. Trends in biochemical sciences 1999, 24, 77.  (3)  Boyken, S. E.; Chen, Z.; Groves, B.; Langan, R. A.; Oberdorfer, G.; Ford, A.; Gilmore, J. M.; Xu, C.;  DiMaio, F.; Pereira, J. H.; Sankaran, B.; Seelig, G.; Zwart, P. H.; Baker, D. Science 2016, 352, 680.  (4)  Thomson, A. R.; Wood, C. W.; Burton, A. J.; Bartlett, G. J.; Sessions, R. B.; Brady, R. L.; Woolfson,  D. N. Science 2014, 346, 485.  (5)  Huang, P. S.; Feldmeier, K.; Parmeggiani, F.; Velasco, D. A. F.; Hocker, B.; Baker, D. Nat. Chem.  Biol. 2016, 12, 29.  (6)  Guichard, G.; Huc, I. Chem. Comm. 2011, 47, 5933.  (7)  Zhang, D. W.; Zhao, X.; Hou, J. L.; Li, Z. T. Chem. Rev. 2012, 112, 5271.  (8)  Gellman, S. H. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 173.  (9)  Goodman, C. M.; Choi, S.; Shandler, S.; DeGrado, W. F. Nat. Chem. Biol. 2007, 3, 252.  (10)  Nair, R. V.; Vijayadas, K. N.; Roy, A.; Sanjayan, G. J. Eur. J. Org. Chem. 2014, 7763.  (11)  Hill, D. J.; Mio, M. J.; Prince, R. B.; Hughes, T. S.; Moore, J. S. Chem. Rev. 2001, 101, 3893.  (12)  Ferrand, Y.; Huc, I. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 970.  (13)  Violette, A.; Averlant‐Petit, M. C.; Semetey, V.; Hemmerlin, C.; Casimir, R.; Graff, R.; Marraud,  M.; Briand, J. P.; Rognan, D.; Guichard, G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2156.  (14)  Price, J. L.; Horne, W. S.; Gellman, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12378.  (15)  Tavenor, N. A.; Reinert, Z. E.; Lengyel, G. A.; Griffith, B. D.; Horne, W. S. Chem. Comm. 2016, 52,  3789.  (16)  Horne, W. S.; Price, J. L.; Keck, J. L.; Gellman, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4178.  (17)  Petersson, E. J.; Craig, C. J.; Daniels, D. S.; Qiu, J. X.; Schepartz, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129,  5344.  (18)  Cheng, P. N.; Pham, J. D.; Nowick, J. S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5477.  (19)  Kreutzer, A. G.; Hamza, I. L.; Spencer, R. K.; Nowick, J. S. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 4634.  (20)  Lokey, R. S.; Iverson, B. L. Nature 1995, 375, 303.  (21)  Chen, L.; Wang, H.; Zhang, D. W.; Zhou, Y. M.; Li, Z. T. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 4028.  (22)  Bruggemann,  J.;  Bitter,  S.;  Muller,  S.;  Muller,  W.  M.;  Muller,  U.;  Maier,  N.  M.;  Lindner,  W.; 

Vogtle, F. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 254. 

(23)  Hunter, C. A.; Spitaleri, A.; Tomas, S. Chem. Comm. 2005, 3691. 

(24)  Ziach,  K.;  Chollet,  C.;  Parissi,  V.;  Prabhakaran,  P.;  Marchivie,  M.;  Corvaglia,  V.;  Bose,  P.  P.;  Laxmi‐Reddy, K.; Godde, F.; Schmitter, J. M.; Chaignepain, S.; Pourquier, P.; Huc, I. Nat. Chem.  2018, 10, 511.  (25)  Saha, S.; Kauffmann, B.; Ferrand, Y.; Huc, I. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 13542.  (26)  Wolffs, M.; Delsuc, N.; Veldman, D.; Van Anh, N.; Williams, R. M.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R.  A. J.; Huc, I.; Schenning, A. P. H. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4819.  (27)  Case, M. A.; McLendon, G. L. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8089.  (28)  Oh, K.; Jeong, K. S.; Moore, J. S. Nature 2001, 414, 889.  (29)  Krishnan‐Ghosh, Y.; Balasubramanian, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 2171.  (30)  Lafuente, M.; Atcher, J.; Sola, J.; Alfonso, I. Chem. Eur. J. 2015, 21, 17002. 

(31)  Wolczanski,  G.;  Cal,  M.;  Waliczek,  M.;  Lisowski,  M.;  Stefanowicz,  P.  Chem.  Eur.  J.  2018,  24,  12869. 

(32)  Lam,  R.  T.;  Belenguer,  A.;  Roberts,  S.  L.;  Naumann,  C.;  Jarrosson,  T.;  Otto,  S.;  Sanders,  J.  K. 

Science 2005, 308, 667.  (33)  Ponnuswamy, N.; Cougnon, F. B.; Clough, J. M.; Pantos, G. D.; Sanders, J. K. Science 2012, 338,  783.  (34)  Carnall, J. M.; Waudby, C. A.; Belenguer, A. M.; Stuart, M. C.; Peyralans, J. J.; Otto, S. Science  2010, 327, 1502.  (35)  Corbett, P. T.; Sanders, J. K. M.; Otto, S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9390. 

(42)

Dynamic Combinatorial Foldamers

 

(36)  Malakoutikhah, M.; Peyralans, J. J.; Colomb‐Delsuc, M.; Fanlo‐Virgos, H.; Stuart, M. C.; Otto, S. 

J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18406. 

(37)  Pappas,  C.  G.;  Shafi,  R.;  Sasselli,  I.  R.;  Siccardi,  H.;  Wang,  T.;  Narang,  V.;  Abzalimov,  R.;  Wijerathne, N.; Ulijn, R. V. Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 960.  (38)  Frederix, P.; Ide, J.; Altay, Y.; Schaeffer, G.; Surin, M.; Beljonne, D.; Bondarenko, A. S.; Jansen, T.  L. C.; Otto, S.; Marrink, S. J. ACS Nano 2017, 11, 7858.  (39)  Girvin, Z. C.; Gellman, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 12476.        

(43)

      

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

In order to deepen our understanding of EGFR targeting resistance, in Chapter 4, we focus on characterizing of EGFR ablation in NSCLC cells using CRISPR/Cas9 and

CX Chemokine Receptor 7 Contributes to Survival of KRAS-Mutant Non-Small Cell Lung Cancer upon Loss of Epidermal Growth Factor Receptor..

Our data show that wild-type EGFR plays a significant role in KRAS-mutant NSCLC cancer cells and revealed CXCR7 upregulation as a potential survival mechanism in KRAS-mutant cells

EGFR targeting mediated by CRISPR/Cas9 is a promising strategy for treatment of non-small cell lung cancer. CXCR7 contributes to survival and resistance of

If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded

Having  established  the  method  for  the  selective  formation  of  complex  folded  structures 

The approach taken to accessing new synthetic foldamers has until now relied almost exclusively on  design,  followed  by  multi‐step  synthesis.  An 

In  summary,  we  have  shown  how  self‐replicators  containing  both  amino‐acid