より大きなγ-ペプチドにおけるアミド積み重ねの進化：トリアミドH結合サイクル

2つのモデルγペプチドの単一変換分光法は、気相のジェット冷却条件下で研究されています。メチルキャップトリアム化物、AC-γ（2）-HPHE-γ（2）-HALA-NHMEおよびAC-γ（2）-HALA-γ（2）-HPHE-NHMEは、共振2光子イオン化によってプローブされました（R2PI）および共振イオンDIP赤外線（Ridir）分光法。AC-γ（2）-HPHE-γ（2）-HALA-NHMEおよびAC-γ（2）-HALA-γ（2）-HPHE-NHMEの4つの配座異性体が観察され、分光的に尋問されました。分散補正機能（ωB97x-D/6-311 ++ G（D、P））を採用した密度汎関数理論計算の予測との比較に基づいて、7つの7つの配座異性体が特定の立体構造ファミリーに割り当てられています。以前の研究で観察された9メンバーのリング（C9）の形成の好み[James、W。H.、III et al。、J。Am。化学。Soc。2009、131、14243]小さいアナログであるAC-γ（2）-HPHE-NHMEは、これらのトリアム化物に引き継がれ、C9/C9のシーケンシャルな二重リング構造を形成する7つのコンフォーマーのうち4つ、および1つの配座異性体A C9/C14分岐二重リング。残りの2つの配座異性体は、C7/C7/C14 H結合サイクルを形成し、3つのアミドNHグループすべてを含む、他のペプチドおよびペプチド隔壁で前例のないものです。これらの構造のアミド基は、2つのトリメチレンブリッジが分子の中央部の上下にループを形成するH結合三角形を形成します。構造は、アミド積み重ねの自然な延長であり、2つの末端アミドは、C14 H結合の形成によりアミドトリスタックの形成をブロックします。フラグメント分子軌道法（FMO-PIEDA）に基づくペア相互作用エネルギー分解分析は、これらの配座異性体の安定化への非結合寄与を決定するために使用されます。Natural Bond Orbital（NBO）分析は、反対側のアミド基のカルボニル上の窒素孤立ペアとπ*軌道の間のn→π*の相互作用のペアでアミド積み重ねを識別します。

The single-conformation spectroscopy of two model γ-peptides has been studied under jet-cooled conditions in the gas phase. The methyl-capped triamides, Ac-γ(2)-hPhe-γ(2)-hAla-NHMe and Ac-γ(2)-hAla-γ(2)-hPhe-NHMe, were probed by resonant two-photon ionization (R2PI) and resonant ion-dip infrared (RIDIR) spectroscopies. Four conformers of Ac-γ(2)-hPhe-γ(2)-hAla-NHMe and three of Ac-γ(2)-hAla-γ(2)-hPhe-NHMe were observed and spectroscopically interrogated. On the basis of comparison with the predictions of density functional theory calculations employing a dispersion-corrected functional (ωB97X-D/6-311++G(d,p)), all seven conformers have been assigned to particular conformational families. The preference for formation of nine-membered rings (C9) observed in a previous study [James, W. H., III et al., J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14243] of the smaller analog, Ac-γ(2)-hPhe-NHMe, carries over to these triamides, with four of the seven conformers forming C9/C9 sequential double-ring structures, and one conformer a C9/C14 bifurcated double ring. The remaining two conformers form C7/C7/C14 H-bonded cycles involving all three amide NH groups, unprecedented in other peptides and peptidomimetics. The amide groups in these structures form a H-bonded triangle with the two trimethylene bridges forming loops above and below the molecule's midsection. The structure is a natural extension of amide stacking, with the two terminal amides blocked from forming the amide tristack by formation of the C14 H-bond. Pair interaction energy decomposition analysis based on the fragment molecular orbital method (FMO-PIEDA) is used to determine the nonbonded contributions to the stabilization of these conformers. Natural bond orbital (NBO) analysis identifies amide stacking with a pair of n → π* interactions between the nitrogen lone pairs and π* orbitals on the carbonyl of the opposing amide groups.