《Nature Chemistry》:化學方法快速合成蛋白質

2020-12-08 中國生物技術信息網

《Nature Chemistry》:化學方法快速合成蛋白質

來源:X-MOL   發布者:張薦轅   日期:2015-06-30   今日/總瀏覽:1/4906


圖片來源:itbm.nagoya-u.ac.jp

 合成蛋白質是現代醫學和生物科學中必不可少的手段,作為重組蛋白質表達的補充手段,用化學方法合成蛋白質已經成為獲得一些目標蛋白質的可行方法,並且具有其獨特的優勢,比如可以得到很高的均質性,可以很方便地加入非自然的胺基酸或轉錄後修改,還可以製備蛋白質的對映體。二十年前發表的硫酯和半胱氨酸N端的天然化學連接(NCL)是蛋白質化學合成的一次革命性進展,不過並不適用於許多合成目標。因此化學家們一直在尋求與NCL方法互補的和更一般的蛋白質連接反應。

 最近,瑞士蘇黎世聯邦理工學院和日本名古屋大學的Ivano Pusterla博士和Jeffery Bode教授組成的研究團隊,成功首次合成了氧氮雜環丁烷(Oxazetidine)胺基酸,這是一個新的連接分子工具,能夠快速合成蛋白質,並且具有化學選擇性。

 Oxazetidine是一個四元環形式的羥胺,由於其環的應變力而呈現出很高的反應性。

 Bode的小組之前已經研發出了通過α酮酸和五元羥胺環oxaprolines的反應用於合成多種蛋白質的KAHA(α-ketoacid-hydroxylamine)連接反應。然後,這種KAHA反應體系會導致非天然同絲氨酸殘基在連接部位引入。這項最新研究成果表明,含有oxazetidine的肽與α酮酸的KAHA連接反應可在較低濃度和較溫和的溫度下進行,能夠產生含有天然絲氨酸殘基的蛋白質。這種oxazetidine胺基酸是絲氨酸的氧化形式,它具有一個相對高的豐度,可以取代其它胺基酸殘基而不影響蛋白質的整體摺疊或功能。

 在實驗中,這種反應體系被用於合成一個有100個胺基酸殘基的鈣結合蛋白S100A4。這種蛋白質通常很難由天然的化學連接或其它形成醯胺的反應來合成。而利用oxazetidine胺基酸與α酮酸合成蛋白質的方法具有高反應速率、很好的化學選擇性和多樣性,有望成為一個快速的化學合成有用的蛋白質的強大手段。

 這一研究成果發表於《Nature Chemistry》上。

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