Language
Country/Area
No result found
Misteri reaksi ligasi terbalik: Mengapa NCL dapat mencapai selektivitas dan kemoselektifitas tinggi?
Dalam bidang biokimia modern, ligasi kimia asli (NCL) sebenarnya merupakan perluasan penting dari konsep ligasi kimia. Ini adalah metode kondensasi kovalen dari dua atau lebih peptida yang tidak dilindungi untuk membangun rantai Polipeptida yang lebih besar. NCL adalah metode yang paling efisien untuk mensintesis protein asli atau yang dimodifikasi dengan ukuran yang umum, terutama yang memiliki kurang dari sekitar 300 asam amino.
Dalam reaksi NCL, gugus tiol terionisasi dari residu sisteina terminal-N dari peptida yang tidak dilindungi menyerang tioester terminal-C dari peptida kedua yang tidak dilindungi dalam larutan penyangga berair pada pH 7,0. Dalam bentuk cair.
Dalam proses NCL, langkah transtioesterifikasi awal adalah proses reversibel, yang menjadikan reaksi tersebut bersifat kemoselektif dan regioselektif, yang pada akhirnya membentuk zat antara yang terhubung. Zat antara ini dengan cepat menata ulang melalui transfer S,N-asil intramolekuler, yang menghasilkan ikatan amida (atau "peptida") asli pada titik perlekatan.
Mekanisme reaksi dan karakteristiknya
Dalam reaksi NCL, katalis tiol yang paling efektif dan umum digunakan adalah asam 4-merkaptofenilasetat. Sifat reaksi yang reversibel membuat NCL sangat regioselektif selama sintesisnya. Misalnya, dengan adanya residu sistein internal, hasil produk akhir masih sangat tinggi, yang dikaitkan dengan ireversibilitas transfer S-N asil langkah kedua dalam kondisi reaksi.
Selama reaksi, hampir tidak ada produk sampingan yang bergabung dengan gugus fungsi lain yang dihasilkan. Fitur ini menjadikan NCL sebagai metode sintesis kimia yang sangat tepat.
Sejarah NCL berawal dari tahun 1992, ketika konsep "ikatan kimia" dikembangkan oleh Steven Kent dan Martina Schnoelzer di Scripps Research Institute. Inovasi ini tidak hanya membuka preseden untuk kondensasi kovalen peptida yang tidak dilindungi, tetapi juga diperluas ke teknologi NCL pada tahun 1994, yang memungkinkan ikatan diester asam oksalat terbentuk di antara peptida dan akhirnya berubah menjadi ikatan amida asli.
Aplikasi Kontemporer dan Prospek Masa Depan
Teknologi NCL menjadi dasar untuk sintesis protein kimia saat ini dan telah banyak digunakan untuk menyiapkan berbagai protein dan enzim. Keuntungan utamanya adalah bahwa efisiensi penyambungan peptida panjang oleh teknologi ini sering kali mendekati kuantitatif, sehingga memungkinkan sintesis banyak protein yang tidak dapat disintesis dengan metode tradisional karena ukurannya, modifikasi, dan struktur kimia lainnya.
Metode NCL pada dasarnya adalah kimia hijau karena ekonomi atomnya dan penggunaan pelarut yang tidak berbahaya.
NCL biasanya dilakukan dalam 6 M guanidina hidroklorida dalam larutan berair dengan adanya katalis tiol aromatik, dan hasil peptida yang dihasilkan biasanya mendekati kuantitatif. Namun, untuk peptida yang peka cahaya, kontak dengan keton harus dihindari karena ini dapat memengaruhi sintesis peptida dan efisiensi reaksi.
KesimpulanSelain itu, teknologi NCL dapat secara fleksibel menggunakan berbagai asam amino yang mengandung sulfur atau peptida yang mengandung asam selenoamino N-terminal untuk sintesis, yang menunjukkan potensinya yang kuat dalam biologi sintetis.
Singkatnya, reversibilitas reaksi NCL dan selektivitasnya yang sangat baik menjadikannya teknologi penting untuk sintesis protein. Saat para ahli mengeksplorasi potensi penerapan reaksi ini, NCL tidak diragukan lagi akan terus memainkan peran penting dalam penelitian biomedis di masa mendatang. Sebaliknya, kita juga harus berpikir: Berapa banyak teknologi baru yang mungkin masih menunggu untuk ditemukan untuk rekayasa protein di masa mendatang?
