Химическая перевязка - Chemical ligation

Эта статья о лигировании пептидов. Для лигирования нуклеиновых кислот см. Лигирование (молекулярная биология). Для использования в других целях см. Лигирование (значения).

Химическая перевязка это набор техник, используемых для создания длинных пептид или же белок цепи. Это второй шаг конвергентный подход. Во-первых, более мелкие пептиды, содержащие 30-50 аминокислоты готовятся обычным химическим пептидный синтез. Затем с них полностью снимается защита. Химическое лигирование - это метод связывания этих пептидов с помощью хемоселективной реакции с получением уникального продукта реакции, обычно в водном растворе. За несколько этапов связывания белки до 200-300 аминокислоты могут быть произведены.

Методы химического лигирования

В литературе описаны различные методы. Наиболее практичным и надежным методом хемоселективной реакции незащищенных пептидов является нативная химическая перевязка. Нативное химическое лигирование преодолело ограничения классического подхода синтетической органической химии к общему синтезу белков и позволяет рутинный полный или полусинтез белковых молекул. Первоначальные методы химического лигирования предполагали образование ненативной связи в сайте лигирования. Впоследствии была разработана нативная химическая перевязка. При нативном химическом лигировании незащищенный пептид-тиоэфир реагирует с Cys-пептидом с образованием продукта лигирования с нативной амидной («пептидной») связью в сайте лигирования. В этом методе исходный промежуточный продукт лигирования, связанный с тиоэфиром, перестраивается с образованием амидная связь.

Нативное химическое лигирование зависит от наличия цистеин остаток на сайте лигирования. Способы, использующие удаляемые вспомогательные группы, могут в некоторых случаях расширить использование природного химического лигирования на нецистеиновые остатки, как и использование десульфуризации после лигирования (например, превращение Cys в Ala).

Лигирование экспрессированного белка

Используя естественные интеины можно подготовить рекомбинантный полипептид С-конец тиоэфир. Это позволяет использовать большие тиоэфиры, полученные из рекомбинантных белков, при естественном химическом лигировании. Рекомбинантный тиоэфир можно лигировать с синтетическим пептидом, несущим N-концевой цистеин. Нативное химическое лигирование такого типа с использованием рекомбинантных С-концевых тиоэфиров известно как выраженное белковое лигирование. Рекомбинантная экспрессия также может быть использована для получения Cys-полипептида для использования в естественном химическом лигировании.

Лигирование по Штаудингеру

Лигирование по Штаудингеру, впервые описанное в 2000 г., в принципе позволяет лигировать пептидные сегменты независимо от концевых аминокислот. Метод основан на Реакция Штаудингера. Перевязка Штаудингера продолжает развиваться и пока не нашла широкого применения.

Ser / Thr лигирование

Лигирование Ser / Thr (STL) было введено в химический синтез белка в качестве альтернативной стратегии лигирования. STL включает слияние незащищенного пептидного сегмента боковой цепи, содержащего С-концевой эфир салицилальдегида (SAL), и другого пептидного сегмента с N-концевым остатком Ser или Thr. Хемоселективная реакция между пептидным сложным эфиром SAL и 1,2-гидроксиламиновой группой Ser или Thr приводит к образованию промежуточного соединения, связанного с N, O-бензилиденацеталем, которое подвергается ацидолизу с образованием естественной пептидной связи Xaa-Ser / Thr. Этот метод не предполагает использования неприродных аминокислот и прост в использовании. Лигирование Ser / Thr обеспечивает дополнительный метод химического синтеза и полусинтеза белка.


Рекомендации

Schnölzer M, Kent SB. 1992, «Построение белков путем объединения незащищенных синтетических пептидов: основа протеазы ВИЧ». Наука. 256:221-5

Доусон ЧП, Мьюир Т.В., Кларк-Льюис И., Кент С.Б. 1994, «Синтез белков путем нативного химического лигирования». Наука. 266:776-9.

Muir TW. 2003, "Полусинтез белков путем выраженного лигирования белков".Анну Рев Биохим. 72:249-89.

Нильссон Б.Л., Зёлльнер МБ, Рейнс Р.Т. 2005, «Химический синтез белков». Анну. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 34:91-118

Bang D, Pentelute BL, Kent SB. 2006, «Кинетически контролируемое лигирование для конвергентного химического синтеза белков». Angew Chem Int Ed Engl. 45:3985-8.

Kent SB. 2009, «Полный химический синтез белков». Chem.Soc.Rev. 38, 338-351. Дои:10.1039 / b700141j.

Чжан Ю., Сюй Ц., Кам Х.Й., Ли К.Л., Ли Х. 2013, «Химический синтез белков путем лигирования серина / треонина». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 17:6657-6662

внешняя ссылка