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La evolución de la tecnología de ligadura química: ¿Cómo marcó el comienzo de una nueva era de síntesis de proteínas en 1994?
Con el avance de la ciencia y la tecnología, la aplicación de la tecnología de ligadura química en la síntesis de proteínas ha recibido cada vez más atención. Especialmente en 1994, la aparición de la Ligación Química Nativa (NCL) proporcionó un nuevo método para la síntesis de cadenas de proteínas más grandes y complejas. Esta tecnología no sólo mejoró significativamente la eficiencia de la síntesis de proteínas, sino que también amplió las capacidades de los científicos en este campo. posibilidades de investigación.
Principios básicos de la ligadura química nativa
La ligadura química nativa es una tecnología que combina covalentemente dos segmentos peptídicos desprotegidos para sintetizar una cadena peptídica más grande, basándose principalmente en la reacción del grupo tiol del residuo de cisteína ubicado en el extremo N-terminal. Esta reacción generalmente se realiza en un tampón acuoso de pH neutro, como una solución del aminoácido en ácido clorhídrico 6 M.
En la ligadura química nativa, el grupo tiol ionizado de la cisteína N-terminal ataca el tioéster C-terminal de otro péptido desprotegido, formando un tioéster intermedio que pasa rápidamente a través de la transferencia intramolecular de S,N-acilo y se recombina en nativo. amida (enlace peptídico).
Antecedentes históricos de la tecnología
La ligadura química nativa no es una tecnología de la noche a la mañana. Su nacimiento se remonta a 1992, cuando Stephen Kent y Martina Schnölzer del Instituto de Investigación Scripps propusieron por primera vez el concepto de "ligadura química", que es una forma química de combinar A. Método de condensación covalente de péptidos desprotegidos.
En 1994, Philip Dawson, Tom Muir y Stephen Kent informaron sobre la ligadura química nativa. Esta tecnología no solo ayudó a formar enlaces peptídicos nativos, sino que también superó eficazmente muchas limitaciones de las técnicas de síntesis tradicionales.
La característica principal de la ligadura química nativa es su fuerte selectividad y regioselectividad química, que son cruciales para la mayoría de la síntesis de proteínas.
Aplicaciones y desafíos actuales
Con la aplicación generalizada de la ligadura química nativa en la síntesis química moderna de proteínas, han surgido muchas estrategias de síntesis innovadoras. Utilizando esta tecnología, los científicos pueden sintetizar proteínas de gran tamaño que de otro modo serían imposibles de producir, lo que tiene un impacto positivo en la investigación biomédica, el desarrollo de vacunas y la ingeniería de proteínas.
Con la ligadura química nativa, se pueden sintetizar tanto proteínas modificadas postraduccionalmente como proteínas complejas que contienen aminoácidos no codificantes con una eficiencia casi cuantitativa. Esto es particularmente importante para aplicaciones específicas, particularmente en las áreas de desarrollo de nuevos fármacos y terapia génica.
Las características "verdes" de Native Chemical Ligation se reflejan en su excelente economía atómica y la capacidad de utilizar disolventes inofensivos, lo que la hace ocupar un lugar en el campo de la síntesis química respetuosa con el medio ambiente.
Dirección futura
Con la profundización de la investigación, el potencial de la ligadura química nativa aún no se ha explotado plenamente. No sólo en el desarrollo de nuevas reacciones químicas, sino también de otro tipo de tecnologías de síntesis de proteínas, como la Ligación de Proteínas Expresadas y el uso de otro tipo de ligaciones peptídicas. En este contexto, continuar explorando otras estrategias de conexión disponibles es también una de las direcciones importantes para futuras investigaciones.
En esta era de rápidos cambios tecnológicos, ¿cómo afectará el desarrollo de la tecnología de ligación química nativa nuestra comprensión y aplicación de la síntesis de biomoléculas?
