Деамидирование

редактировать
Реакция деамидирования Asn-Gly (вверху справа) в Asp-Gly (слева) или iso (Asp) -Gly (зеленым внизу справа).

Деамидирование - это химическая реакция, в которой амид функционал группа в боковой цепи аминокислот аспарагина или глутамина удаляется или превращается в другую функциональную группу. Обычно аспарагин превращается в аспарагиновую кислоту или изоаспарагиновую кислоту. Глутамин превращается в глутаминовую кислоту или пироглутаминовую кислоту (5-оксопролин). В белке или пептиде эти реакции важны, поскольку они могут изменять его структуру, стабильность или функцию и могут приводить к деградации белка. Чистое химическое изменение - это добавление группы воды и удаление группы аммиака, что соответствует увеличению массы на +1 (0,98402) Да. Хотя дезамидирование происходит на глутамине, гликозилированном аспарагине и других амидах, они незначительны в типичных условиях протеолиза.

При дезамидировании остатка аспарагина в физиологических условиях боковая цепь подвергается атаке атома азота следующего пептида. группа (черным в правом верхнем углу рисунка), образующая асимметричный промежуточный продукт сукцинимид (красный). Асимметрия промежуточного продукта приводит к образованию двух продуктов его гидролиза: либо аспарагиновой кислоты (слева черным), либо изоаспарагиновой кислоты, которая является бета-аминокислотой (зеленым внизу справа). Однако есть опасения, что аспарагиновая кислота может быть изомеризована после дезамидирования. Дезамидирование остатка глутамина может происходить по тому же механизму, но с гораздо более медленной скоростью, поскольку образование промежуточного соединения с шестичленным кольцом глутаримида менее благоприятно, чем промежуточное соединение сукцинимида для аспарагина. Как правило, дезамидирование может быть устранено протеолизом при кислом или слабощелочном pH (4,5 и 8,0 соответственно) с использованием эндопротеазы Glu-C.

Скорость дезамидирования зависит от множества факторов, включая первичные последовательности и структуры белков более высокого порядка, pH, температура и компоненты в растворах. Большинство потенциальных центров дезамидирования стабилизированы структурой более высокого порядка. Asn-Gly (NG) является наиболее гибким и, поскольку он кислый, наиболее склонен к дезамидированию с периодом полураспада около 24 часов в физиологических условиях (pH 7,4, 37 ° C).

As свободная аминокислота или как N-концевой остаток пептида или белка, глутамин деамидируется с образованием пироглутаминовой кислоты (5-оксопролин). Реакция протекает через нуклеофильную атаку α-аминогруппы амида боковой цепи с образованием γ-лактама с удалением аммиака из боковой цепи.

Содержание

  • 1 Аналитический метод
  • 2 Кинетика дезамидирования
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки

Аналитический метод

Дезамидирование белков обычно анализируют с помощью жидкости с обращенной фазой хроматография (RPLC) посредством картирования пептидов. Недавно опубликованный новый метод ERLIC-MS / MS улучшит разделение деамидированных и недезамидированных пептидов с улучшенной идентификацией и количественной оценкой.

Масс-спектрометрия обычно используется для характеристики состояний дезамидирования белков, включая терапевтические моноклональные антитела. Этот метод особенно полезен для анализа дезамидирования из-за его высокой чувствительности, скорости и специфичности. Это позволяет проводить сайт-специфический анализ дезамидирования.

Основной проблемой использования масс-спектрометрии является образование артефактов дезамидирования во время подготовки образца. Эти артефакты значительно искажают результаты, потому что они предполагают более высокую скорость спонтанного дезамидирования, чем то, что действительно наблюдается. Это может оказаться проблематичным в случае терапевтических белков, которые могут быть неправильно охарактеризованы в протоколах контроля качества, если большой процент детектируемого деамидирования вызван артефактами. Недавние исследования показывают, что более низкий pH может снизить скорость артефактов дезамидирования.

Кинетика дезамидирования

Предполагается, что реакции деамидирования являются одним из факторов, ограничивающих полезный срок службы белков.

Дезамидирование протекает намного быстрее, если за чувствительной аминокислотой следует небольшой гибкий остаток, такой как глицин, чьи низкие стерические препятствия оставляют пептид группа открыта для атаки. Реакции дезамидирования также протекают намного быстрее при повышенных pH (>10) и температуре.

. Эндопротеаза, Glu-C, показала специфичность только к глутаминовой кислоте при определенных условиях pH (4,5 и 8.0) и расщепляет C-концевую сторону в растворе с трис-HCl, бикарбонатом или ацетатом.

См. Также

Ссылки

  • Clarke, S (1987). «Склонность к спонтанному образованию сукцинимида из аспартильных и аспарагинильных остатков в клеточных белках». Int. J., Peptide Protein Res. 30 : 808–821. PMID 3440704.
  • Стивенсон, Р.К.; Кларк, S (1989). «Образование сукцинимида из аспартил- и аспарагинил-пептидов как модель спонтанной деградации белков». J. Biol. Chem. 264 : 6164–6170. PMID 2703484.
  • Робинсон NE, Робинсон AB. (2004) Молекулярные часы: дезамидирование аспарагиниловых и глутаминильных остатков в пептидах и белках. Althouse Press: Cave Junction, Ore. OCLC 56978028
Последняя правка сделана 2021-05-17 05:04:08
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте