Language
Country/Area
No result found
Тайна реакции инверсионного лигирования: почему NCL может достичь эффективной селективности и хемоселективности?
В области современной биохимии нативное химическое лигирование (NCL) на самом деле является важным расширением концепции химического лигирования. Это метод ковалентной конденсации двух или более незащищенных пептидов для построения более крупной полипептидной цепи. NCL — наиболее эффективный метод синтеза нативных или модифицированных белков типичных размеров, особенно тех, которые содержат менее 300 аминокислот.
В реакции NCL ионизированная тиоловая группа N-концевого остатка цистеина незащищенного пептида атакует C-концевой тиоэфир второго незащищенного пептида в водном буферном растворе при pH 7,0. В жидкости.
В процессе NCL начальный этап транстиоэтерификации является обратимым процессом, что делает реакцию как хемоселективной, так и региоселективной, в конечном итоге образуя связанное промежуточное соединение. Это промежуточное соединение быстро перестраивается посредством внутримолекулярного S,N-ацильного переноса, что приводит к образованию нативной амидной (или «пептидной») связи в точке присоединения.
Механизм реакции и его характеристики
В реакции NCL наиболее эффективным и часто используемым тиоловым катализатором является 4-меркаптофенилуксусная кислота. Обратимый характер реакции делает НКЛ высоко региоселективным в процессе синтеза. Например, при наличии внутреннего остатка цистеина выход конечного продукта все еще был очень высоким, что объяснялось необратимостью второго этапа переноса ацила S-N в условиях реакции.
В ходе реакции практически не образуется побочных продуктов, которые соединяются с другими функциональными группами. Эта особенность делает NCL высокоточным методом химического синтеза.
История NCL берет свое начало в 1992 году, когда Стивен Кент и Мартина Шнольцер в Научно-исследовательском институте Скриппса разработали концепцию «химической связи». Это нововведение не только создало прецедент для ковалентной конденсации незащищенных пептидов, но и было дополнительно распространено на технологию NCL в 1994 году, что позволило образовывать диэфирные связи щавелевой кислоты между пептидами и в конечном итоге преобразовывать их в нативные амидные связи.
Современные приложения и будущие перспективы
Технология NCL лежит в основе современного химического синтеза белков и широко используется для получения различных белков и ферментов. Ее главное преимущество в том, что эффективность соединения длинных пептидов с помощью этой технологии часто близка к количественной, что позволяет синтезировать многие белки, которые невозможно синтезировать традиционными методами из-за их размера, модификаций и других химических структур.
Метод NCL по своей сути является экологически чистой химией благодаря своей экономичности и использованию неопасных растворителей.
НХЛ обычно проводят в 6 М водном растворе гидрохлорида гуанидина в присутствии ароматического тиольного катализатора, и выходы полученных пептидов обычно близки к количественным. Однако для светочувствительных пептидов следует избегать контакта с кетонами, поскольку это может повлиять на синтез пептидов и эффективность реакции.
ЗаключениеКроме того, технология NCL позволяет гибко использовать для синтеза различные серосодержащие аминокислоты или пептиды, содержащие N-концевые селеноаминокислоты, что демонстрирует ее большой потенциал в синтетической биологии.
Подводя итог, можно сказать, что обратимость реакции НЦЛ и ее превосходная селективность делают ее важной технологией для синтеза белка. Поскольку эксперты изучают потенциальные возможности применения этих реакций, NCL, несомненно, продолжит играть важную роль в будущих биомедицинских исследованиях. С другой стороны, мы также должны подумать: сколько новых возможных технологий ждут своего открытия для будущей белковой инженерии?
