Protein Modifikasyonu İçin Bilgisayar Destekli Reaktif Lizin Tasarımı
Fotoğraf : Bir metilsülfonil akrilat reaktifi (siyah renk ile gösterilen yapı), pH 8.0’da en asidik lizine etki ederek protein yapısını değiştirmektedir. Ek moleküller (kırmızı küreler) aza-Michael ligasyon reaksiyonu ile eklenebilmektedir.
Metilsülfonil akrilat, bir protein yapısındaki en reaktif lizine moleküller eklemektedir.
Kimyacılar, biyomoleküllerin fonksiyonlarını kontrol etmek için protein yan zincirlerini değiştirmektedirler. Araştırmacılar, sisteinler üzerinde çalışmalar yaparken bazı duraksamalar yaşamaktadır çünkü amino asitlerin sülfit yan zinciri, onları en reaktif amino asit yapmaktadır. Sisteinler, insan vücudunda bulunan proteinlerdeki amino asitlerin %1.9’unu temsil eden, diğer aminoasitlere göre daha az bulunan aminoasitlerdir. Sisteinler genetik mühendisliği kullanılarak oluşturulabilir fakat araştırmacılar tamamen kullanışlı ve doğal proteinler üzerinde değişiklikler yapmak istemektedirler.
Cambridge Üniversitesi’nden Gonçalo J. L. Bernardes ve Rioja Üniversitesi’nden Moleküler Tıp Enstitüsü ve Gonzalo Jiménez-Osés tarafından yönetilen uluslararası bir araştırma ekibi, proteinler üzerinde daha fazla değişiklik yapılmasına olanak sağlayan bir sülfonil akrilat reaktifi keşfetmişlerdir.
Reaktif seçici özellik gösterek bir proteindeki en reaktif lizini hedeflemekte ve daha az reaktif lizinlere veya gömülü sisteinlere etki etmemektedir. Lizinler, nükleofilik özellik göstermekte ve insan vücudunda bulunan proteinlerindeki amino asitlerin %5.9’unu temsil ederek sisteinlerden çok daha fazla bulunmaktadır.
Reaktif lizinin uçtaki amini, reaksiyona girerek, sülfonil grubunu elimine etmekte ve böylece proteine yeni bir akrilat grubu eklenmektedir.
Bilgisayar simülasyonları ile tahmin edildiği gibi, reaktif; sülfonil grubu ve lizinin uç amino grubu arasında geçici bir hidrojen bağı oluşturmakta ve reaksiyon hızını önemli ölçüde arttırmaktadır. Eklenen akrilat, bir reaktif amin içeren bir molekül ile aza-Michael ligasyonu yoluyla protein üzerinde daha fazla değişiklik yapmak için kullanılabilir. Araştırmacılar, tam uzunlukta bir antikor da dahil olmak üzere beş proteini değiştirmek için bu reaktifi kullanmışlardır.
Massachusetts Institute of Technology’den Bradley L. Pentelute da; proteinlerin regio ve kemoselektif modifikasyonunda yeni kimyasallar geliştirmenin önemini vurgulamakta ve bu yönde çalışmalarını sürdürmektedir. Pentelute, “Bu ilerleme, protein modifikasyonu hakkındaki fikirlerimizi değiştirecek ve bu alanda gelecekteki gelişmelere ilham verecektir.” demektedir.
Araştırmacılar, lizin ve sisteini hedefleyen ortogonal konjugasyon yöntemlerini kullanarak bir antikorun üzerine iki tamamlayıcı yükün eklenmesi için bu yöntemi geliştirmeye çalışmaktadır.
Kaynak : acs.org
