ADVERTISEMENT RETURN TO ISSUEPREVArticleNEXTEfficient method for the preparation of peptoids [oligo(N-substituted glycines)] by submonomer solid-phase synthesisRonald N. Zuckermann, Janice M. Kerr, Stephen B. H. Kent, and Walter H. MoosCite this: J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 26, 10646–10647Publication Date (Print):December 1, 1992Publication History Published online1 May 2002Published inissue 1 December 1992https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja00052a076https://doi.org/10.1021/ja00052a076research-articleACS PublicationsRequest reuse permissionsArticle Views6193Altmetric-Citations1080LEARN ABOUT THESE METRICSArticle Views are the COUNTER-compliant sum of full text article downloads since November 2008 (both PDF and HTML) across all institutions and individuals. These metrics are regularly updated to reflect usage leading up to the last few days.Citations are the number of other articles citing this article, calculated by Crossref and updated daily. Find more information about Crossref citation counts.The Altmetric Attention Score is a quantitative measure of the attention that a research article has received online. Clicking on the donut icon will load a page at altmetric.com with additional details about the score and the social media presence for the given article. Find more information on the Altmetric Attention Score and how the score is calculated. Share Add toView InAdd Full Text with ReferenceAdd Description ExportRISCitationCitation and abstractCitation and referencesMore Options Share onFacebookTwitterWechatLinked InRedditEmail Other access optionsGet e-Alertsclose Get e-Alerts

Peptoids, oligomers of N-substituted glycines, are described as a motif for the generation of chemically diverse libraries of novel molecules. Ramachandran-type plots were calculated and indicate a greater diversity of conformational states available for peptoids than for peptides. The monomers incorporate t-butyl-based side-chain and 9-fluorenylmethoxy-carbonyl alpha-amine protection. The controlled oligomerization of the peptoid monomers was performed manually and robotically with in situ activation by either benzotriazol-1-yloxytris(pyrrolidino)phosphonium hexafluorophosphate or bromotris(pyrrolidino)phosphonium hexaflurophosphate. Other steps were identical to peptide synthesis using alpha-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)amino acids. A total of 15 monomers and 10 oligomers (peptoids) are described. Preliminary data are presented on the stability of a representative oligopeptoid to enzymatic hydrolysis. Peptoid versions of peptide ligands of three biological systems (bovine pancreatic alpha-amylase, hepatitis A virus 3C proteinase, and human immunodeficiency virus transactivator-responsive element RNA) were found with affinities comparable to those of the corresponding peptides. The potential use of libraries of these compounds in receptor- or enzyme-based assays is discussed.

Antimicrobial peptides (AMPs) and their mimics are emerging as promising antibiotic agents. We present a library of “ampetoids” (antimicrobial peptoid oligomers) with helical structures and biomimetic sequences, several members of which have low-micromolar antimicrobial activities, similar to cationic AMPs like pexiganan. Broad-spectrum activity against six clinically relevant BSL2 pathogens is also shown. This comprehensive structure–activity relationship study, including circular dichroism spectroscopy, minimum inhibitory concentration assays, hemolysis and mammalian cell toxicity studies, and specular x-ray reflectivity measurements shows that the in vitro activities of ampetoids are strikingly similar to those of AMPs themselves, suggesting a strong mechanistic analogy. The ampetoids' antibacterial activity, coupled with their low cytotoxicity against mammalian cells, make them a promising class of antimicrobials for biomedical applications. Peptoids are biostable, with a protease-resistant N -substituted glycine backbone, and their sequences are highly tunable, because an extensive diversity of side chains can be incorporated via facile solid-phase synthesis. Our findings add to the growing evidence that nonnatural foldamers will emerge as an important class of therapeutics.

Here we demonstrate Au nanoparticle self-similar chain structure organized by triangle DNA origami with well-controlled orientation and <10 nm spacing. We show for the first time that a large DNA complex (origami) and multiple AuNP conjugates can be well-assembled and purified with reliable yields. The assembled structure could be used to generate high local-field enhancement. The same method can be used to precisely localize multiple components on a DNA template for potential applications in nanophotonic, nanomagnetic, and nanoelectronic devices.

We have synthesized and characterized a family of structured oligo-N-substituted-glycines (peptoids) up to 36 residues in length by using an efficient solid-phase protocol to incorporate chemically diverse side chains in a sequence-specific fashion. We investigated polypeptoids containing side chains with a chiral center adjacent to the main chain nitrogen. Some of these sequences have stable secondary structure, despite the achirality of the polymer backbone and its lack of hydrogen bond donors. In both aqueous and organic solvents, peptoid oligomers as short as five residues give rise to CD spectra that strongly resemble those of peptide α-helices. Differential scanning calorimetry and CD measurements show that polypeptoid secondary structure is highly stable and that unfolding is reversible and cooperative. Thermodynamic parameters obtained for unfolding are similar to those obtained for the α-helix to coil transitions of peptides. This class of biomimetic polymers may enable the design of self-assembling macromolecules with novel structures and functions.

Abstract A series of homologous L‐amino acid, D‐amino acid, and both parallel and anti‐parallel (retro) sequence N‐substituted glycine peptide and peptoid oligomers were prepared and incubated with a series of enzymes representative of the major classes of proteases. Each respective L‐amino acid containing peptide sequence was readily cleaved by the appropriate enzyme, namely Ac‐L‐ala‐L‐leu‐L‐phe‐L‐ala‐L‐leu‐L‐arg‐NH 2 by chymotrypsin, Ac‐L‐ala‐L‐ala‐L‐ala‐L‐leu‐L‐phe‐L‐arg‐NH 2 by elastase, Ac‐L‐ala‐L‐phe‐L‐glu‐L‐leu‐L‐ala‐L‐ala‐NH 2 by papain, Z‐L‐ala‐L‐his‐L‐phe‐L‐phe‐L‐arg‐L‐leu‐NH 2 by pepsin, Ac‐L‐phe‐L‐ala‐L‐arg‐L‐ala‐L‐arg‐L‐asp‐NH 2 by trypsin, and Ac‐L‐ala‐L‐tyr‐Lala‐L‐phe‐OH for carboxypeptidase A. In contrast, equivalent D‐amino acid containing and N‐substituted glycine containing oligomers were cleaved minimally or not at all by the respective enzymes. The N‐substituted glycine peptoids represent a new class of combinatorial diversity for lead discovery with improved pharmaceutical characteristics relative to L‐amino acid containing peptides. © 1995 Wiley‐Liss, Inc.

Bioinspired polymeric materials are attracting increasing attention due to significant advantages over their natural counterparts: the ability to precisely tune their structures over a broad range of chemical and physical properties, increased stability, and improved processability. Polypeptoids, a promising class of bioinspired polymer based on a N-substituted glycine backbone, have a number of unique properties that bridge the material gap between proteins and bulk polymers. Peptoids combine the sequence specificity of biopolymers with the simpler intra/intermolecular interactions and robustness of traditional synthetic polymers. They are highly designable because hundreds of chemically diverse side chains can be introduced from simple building blocks. Peptoid polymers can be prepared by two distinct synthetic techniques offering access to two material subclasses: (1) automated solid-phase synthesis which enables precision sequence control and near absolute monodispersity up to chain lengths of ~50 monomers, and (2) a classical polymerization approach which allows access to higher molecular weights and larger-scale yields, but with less control over length and sequence. This combination of facile synthetic approaches makes polypeptoids a highly tunable, rapid polymer prototyping platform to investigate new materials that are intermediate between proteins and bulk polymers, in both their structure and their properties. In this paper, we review the methods to synthesize peptoid polymers and their applications in biomedicine and nanoscience, as both sequence-specific materials and as bulk polymers.

We demonstrate a method for generating discretely structured protein nanotubes from the simple ring-shaped building block, homohexameric Hcp1 from Pseudomonas aeruginosa. Our design exploited the observation that the crystal lattice of Hcp1 contains rings stacked in a repeating head-to-tail pattern. High-resolution detail of the ring-ring interface allowed the selection of sites for specific cysteine mutations capable of engaging in disulfide bond formation across rings, thereby generating stable Hcp1 nanotubes. Protein nanotubes containing up to 25 subunits ( approximately 100 nm in length) were self-assembled under simple conditions. Furthermore, we demonstrate that the tube ends and interior can be independently and specifically functionalized to generate nanocapsules.

Polymer sequence programmability is required for the diverse structures and complex properties that are achieved by native biological polymers, but efforts towards controlling the sequence of synthetic polymers are, by comparison, still in their infancy. Traditional polymers provide robust and chemically diverse materials, but synthetic control over their monomer sequences is limited. The modular and step-wise synthesis of peptoid polymers, on the other hand, allows for precise control over the monomer sequences, affording opportunities for these chains to fold into well-defined nanostructures. Hundreds of different side chains have been incorporated into peptoid polymers using efficient reaction chemistry, allowing for a seemingly infinite variety of possible synthetically accessible polymer sequences. Combinatorial discovery techniques have allowed the identification of functional polymers within large libraries of peptoids, and newly developed theoretical modeling tools specifically adapted for peptoids enable the future design of polymers with desired functions. Work towards controlling the three-dimensional structure of peptoids, from the conformation of the amide bond to the formation of protein-like tertiary structure, has and will continue to enable the construction of tunable and innovative nanomaterials that bridge the gap between natural and synthetic polymers.