Bakteriyel Enzim α-Amino Asitleri β-Amino Asitlere Çeviriyor
Fotoğraf: PlpXY, bir protein zincirinde bir α-keto-β-amino asit oluşturur.
Bir hücrede, ribozom bir peptit veya protein sentezledikten sonra, enzimler bu biyo-molekülü değiştirebilir ve fosfat grupları veya şekerlerin eklenmesi gibi çeşitli posttranslasyonel modifikasyon1 yoluyla işlevini değiştirebilir.
Zürih İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden (ETH) Jörn Piel ve meslektaşları, posttranslasyonel modifikasyon gerçekleştiren hayret verici ve benzersiz bir bir enzim buldular. Bu enzim, proteinlere β-amino asitleri eklemek için daha önce keşfedilmemiş bir protein ekleme reaksiyonu kullanır (Science 2018, DOI: 10.1126/science.aao0157). β-amino asitler yapısal olarak, amino ve karbonil grupları arasında bir yerine iki karbona sahip oldukları için, α-amino asitlerden farklıdırlar, daha baskındırlar.
Bilim insanları, bu yeni enzimi, ilaç keşif çalışmalarında peptitlere ve proteinlere bir dizi farklı β-amino asit eklemek için kullanabilirler. β-peptitler, enzimatik parçalanmaya karşı direnç gösterirler ve vücut dayanıklılığını arttırırlar.
PlpXY olarak adlandırılan enzimin ayrıntılı etki mekanizmasının anlaşılması, daha fazla çalışma gerektiriyor; fakat genel olarak bu enzim, bir protein içindeki bir tirosin-glisin çiftinden tiramini (karbonil grubunu taşımayan tirosin) uzaklaştırır. Enzim daha sonar, yalnız kalan karbonil grubunu komşu amino asidin karbonil grubuyla bağlayarak bitişik amino asidi bir α-keto-β-amino asit haline getirerek birleştirir. Oluşan bu β-amino asidin fazla olan keto grubu bu proteini, bilim insanlarının üzerinde daha da değişiklik yapabileceği hale getirir.
Yale Üniversitesi’nden Alanna Schepartz, çalışmanın, “ribozomla sentezlenen ve posttranslasyonel olarak değiştirilmiş bilindik peptitlerin çeşitliliğini büyülü bir şekilde genişleten benzeri görülmemiş kimyayı” tarif ettiğini söylüyor.
1 Posttranslasyonel modifikasyon (PTM), bir proteinin dönüşümünden sonra kimyasal değişimidir. Birçok protein için protein biyosentezindeki sonraki adımlardan biridir. Bir protein bir amino asit zinciridir. Protein sentezi sırasında, 20 farklı amino asit protein içine dahil edilebilir. Translasyondan sonra, amino asitlerin post-translasyonel modifikasyonu, amino asidin kimyasal niteliğini değiştirerek asetat, fosfat, çeşitli lipidler ve karbonhidratlar gibi diğer biyokimyasal fonksiyonel grupları ekleyerek veya disülfür köprülerinin oluşumu gibi yapısal değişiklikler yaparak proteinin işlevlerinin kapsamını genişletir.
Kaynak: acs.org
