Stability of 5(6)-Carboxyfluorescein in Microwave-Assisted Synthesis of Fluorescein-Labelled O-Dimannosylated Peptides

Abstract

Methodology for the efficient, automated and microwave-assisted Fmoc solid-phase synthesis of a 5(6)-carboxyfluorescein-labelled Lys(Dde)-Gly-Wang resin that can be further elongated through the lysine N ^ε amino group is described. Incorporation of O-dimannosylated peptides onto this resin using Fmoc-[α-d-Man(OBz)₄-(1→6)-α-d-Man(OBz)₃α1-]Ser-OH and PEG-[α-d-Man(OBz)₄-(1→6)-α-d-Man(OBz)₃α1-]-OH building blocks is demonstrated. Conditions were optimised to enable the efficient automated synthesis of several carboxyfluorescein-labelled dimannosylated peptides. 5(6)-Carboxyfluorescein was shown to be stable to the microwave conditions used for glycopeptide synthesis. The methodology described provides a robust, flexible synthetic platform for the preparation of a variety of fluorescently labelled glycopeptides (especially O-dimannosylated peptides) for biological evaluation.

Key words

carbohydrates - glycopeptides - mannosylated amino acids - glycosylations - solid-phase synthesis

References

• 1 Dwek RA. Chem. Rev.  1996,  96:  683 
• 2 Powell MF. Grey H. Gaeta F. Sette A. Colon S. J. Pharm. Sci.  1992,  81:  731 
• 3 Figdor CG. van Kooyk Y. Adema GJ. Nat. Rev. Immunol.  2002,  2:  77 
• 4 Sheng KC. Pouniotis DS. Wright MD. Tang CK. Lazoura E. Pietersz GA. Apostolopoulos V. Immunology  2006,  118:  372 
• 5 Sheng KC. Kalkanidis M. Pouniotis DS. Esparon S. Tang CK. Apostolopoulos V. Pietersz A. Eur. J. Immunol.  2008,  38:  424 
• 6a Drickamer K. Nat. Struct. Biol.  1995,  2:  437 
• 6b Crocker PR. Feizi T. Curr. Opin. Struct. Biol.  1996,  6:  679 
• 6c Frison N. Taylor ME. Soilleux E. Bousser R. Mayer MT. Monsigny M. Drickamer K. Roche AC. J. Biol. Chem.  2003,  278:  23922 
• 7a Biessen EAL. Noorman F. van Teijlingen ME. Kuiper J. Barrett-Bergshoeff M. Bijsterbosch MK. Rijken DC. van Berkel TJC. J. Biol. Chem.  1996,  271:  28024 
• 7b Angyalosi G. Grandjean C. Lamirand M. Auriault C. Gras-Masse H. Melnyk O. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2002,  12:  2723 
• 8a Hamdaoui B. Dewynter G. Capony F. Montero JL. Toiron C. Hnach M. Rochefort H. Bull. Soc. Chim. Fr.  1994,  131:  854 
• 8b Free P. Org. Biomol. Chem.  2006,  4:  1817 
• 9 Geijtenbeek TBH. van Vliet SJ. Engering A. ’t Hart BA. van Kooyk Y. Annu. Rev. Immunol.  2004,  22:  33 
• 10 Willment JA. Brown GD. Trends Microbiol.  2008,  16:  27 
• 11 Brimble MA. Kowalczyk R. Harris PWR. Dunbar PR. Muir VJ. Org. Biomol. Chem.  2008,  6:  112 
• 12 Gamblin DP. Scanlan EM. Davis BG. Chem. Rev.  2009,  109:  131 
• 13a Merrifield RB. J. Am. Chem. Soc.  1963,  85:  2149 
• 13b Lavielle S. Ling NC. Guillemin RC. Carbohydr. Res.  1981,  89:  221 
• 13c Haase C. Seitz O. In Glycopeptides and Glycoproteins: Synthesis, Structure, and Application   Vol. 267:  Wittmann V. Springer; Berlin: 2007.  p.1 
• 14a Hollósi M. Kollát E. Laczkó I. Medzihradszky KF. Thurin J. Otvös L. Tetrahedron Lett.  1991,  32:  1531 
• 14b Paulsen H. Schleyer A. Mathieux N. Meldal M. Bock K. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1997,  281 
• 14c Andrews DM. Seale PW. Int. J. Pept. Protein Res.  1993,  42:  165 
• 15 Kent SBH. Ann. Rev. Biochem.  1988,  57:  957 
• 16a Yu HM. Chen ST. Wang KT. J. Org. Chem.  1992,  57:  4781 
• 16b Erdelyi M. Gogoll A. Synthesis  2002,  1592 
• 16c Campiglia P. Gomez-Monterrey I. Longobardo L. Lama T. Novellino E. Grieco P. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  1453 
• 16d Murray JK. Gellman SH. Org. Lett.  2005,  7:  1517 
• 16e Murray JK. Farooqi B. Sadowsky JD. Scalf M. Freund WA. Smith LM. Chen J. Gellman SH. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  13271 
• 17a Matsushita T. Hinou H. Fumoto M. Kurogochi M. Fujitani N. Shimizu H. Nishimura SI. J. Org. Chem.  2006,  71:  3051 
• 17b Matsushita T. Hinou H. Kurogochi M. Shimizu H. Nishimura SI. Org. Lett.  2005,  7:  877 
• 18 Fara MA. Diaz-Mochon JJ. Bradley M. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  1011 
• 19 Katritzky AR. Yoshioka M. Narindoshvili T. Chung A. Johnson JV. Org. Biomol. Chem.  2008,  6:  4582 
• 20a Roy R. Saha UK. Chem. Commun.  1996,  201 
• 20b Boumrah D. Campbell MM. Fenner S. Kinsman RG. Tetrahedron  1997,  53:  6977 
• 21 Davis BG. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1999,  3215 
• 22a Boumrah D. Campbell MM. Fenner S. Kinsman RG. Tetrahedron Lett.  1991,  32:  7735 
• 22b Boullanger P. Sancho-Camborieux MR. Bouchu MN. Marron-Brignone L. Morelis RM. Coulet PR. Chem. Phys. Lipids  1997,  90:  63 
• 22c Bhattacharya S. Dileep PV. Tetrahedron Lett.  1999,  40:  8167 
• 23 Schmidt M. Dobner B. Nuhn P. Eur. J. Org. Chem.  2002,  669 
• 24 Kunz H. Unverzagt C. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1988,  27:  1697 
• 25 Barresi F. Hindsgaul O. J. Carbohydr. Chem.  1995,  14:  1043 
• 26 Franzyk H. Meldal M. Paulsen H. Bock K. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1995,  2883 
• 27 Koenigs W. Knörr E. Chem. Ber.  1901,  34:  957 
• 28 Lemieux RU. Hendriks KB. Stick RV. James K. J. Am. Chem. Soc.  1975,  97:  4056 
• 29 Schmidt RR. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1986,  25:  212 
• 30 Zhu Y. Kong F. Carbohydr. Res.  2001,  332:  1 
• 31 Garegg PJ. Adv. Carbohydr. Chem. Biochem.  1997,  52:  179 
• 32 Zhang Z. Ollmann IR. Ye XS. Wischnat R. Baasov T. Wong CH. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  734 
• 33 Tai CA. Kulkarni SS. Hung SC. J. Org. Chem.  2003,  68:  8719 
• 34a Mukhopadhyay B. Kartha KPR. Russell DA. Field RA. J. Org. Chem.  2004,  69:  7758 
• 34b Agnihotri G. Tiwari P. Misra AK. Carbohydr. Res.  2005,  340:  1393 
• 34c Dasgupta S. Rajput VK. Roy B. Mukhopadhyay B. J. Carbohydr. Chem.  2007,  26:  91 
• 35 Zemplén G. Pascu E. Chem. Ber.  1929,  62:  1613 
• 36 Kocieński P. Protecting Groups   3rd ed.:  Georg Thieme Verlag; Stuttgart: 2005. 
• 37a Schmidt RR. Michel J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1980,  19:  731 
• 37b Schmidt RR. Grundler G. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1982,  21:  781 
• 38 Tvaroska I. Taravel FR. Adv. Carbohydr. Chem. Biochem.  1995,  51:  15 
• 39 Coulson DR. Inorg. Synth.  1972,  13:  121 
• 40 Dessolin M. Guillerez MG. Thieriet N. Guibé F. Loffet A. Tetrahedron Lett.  1995,  36:  5741 
• 41 Seitz O. Kunz H. J. Org. Chem.  1997,  62:  813 
• 42 Fischer R. Mader O. Jung G. Brock R. Bioconjugate Chem.  2003,  14:  653 
• 43 Kaiser E. Colescot RI. Bossinge CD. Cook PI. Anal. Biochem.  1970,  34:  595 
• 44 Rapp W. In Combinatorial Peptide and Nonpeptide Libraries: A Handbook   Jung G. VCH; Weinheim: 1996.  p.425 
• 45 Delgado M. Janda KD. Curr. Org. Chem.  2002,  6:  1031 
• 46 Kempe M. Barany G. J. Am. Chem. Soc.  1996,  118:  7083 
• 47 Camperi SA. Marani MM. Iannucci NB. Cote S. Albericio F. Cascone O. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  1561 
• 48 Watt JA. Williams SJ. Org. Biomol. Chem.  2005,  3:  1982 
• 49 Saksena R. Zhang J. Kováč P. J. Carbohydr. Chem.  2002,  21:  453