轉(zhuǎn)譯后和翻譯中的蛋白質(zhì)修飾對于蛋白質(zhì)功能的活化至關(guān)重要。舉例來說,最近的研究表明,這些修飾可以調(diào)節(jié)多種疾病的進程,如癌癥、阿茨海默癥和帕金森氏癥等。
其中可見在這些蛋白質(zhì)修飾里,主要是進行糖基化,而由此產(chǎn)生的聚醣在其結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出相當大的異質(zhì)性。此外,糖蛋白存在于細胞表面和體液中,這些蛋白質(zhì)被絲氨酸/蘇氨酸連接的 O-聚醣或天冬酰胺連接的 N -聚醣所修飾。然而,聚醣的生物合成受糖基轉(zhuǎn)移酶和糖苷酶的底物特異性調(diào)節(jié),導致聚醣的結(jié)構(gòu)相當多樣化。不過,在這些情況下,反而導致我們無法確定哪些聚醣在維持特定生物事件中所發(fā)揮的作用。
所以,要了解每種聚醣結(jié)構(gòu)引發(fā)的生物過程,均質(zhì)糖蛋白的制備對于生物實驗就顯得至關(guān)重要。而主要的糖蛋白制備方法,則是通過細胞表達和化學合成來實現(xiàn)。
為了建立更穩(wěn)健、更快速的均質(zhì)糖蛋白的合成路線,最近,Osaka University的Yasuhiro Kajihara教授在J. Am. Chem. Soc.上發(fā)表了一種使用雙功能硫代酸介導的反應策略,通過化學方法插入糖基天冬酰胺直接進行糖蛋白的半合成。
圖片來源:J. Am. Chem. Soc.
該研究經(jīng)由探討了幾個基于氨基硫代酸的關(guān)鍵反應發(fā)現(xiàn),糖基天冬酰胺硫代酸和肽硫代酸可進行二酰基二硫化物的偶聯(lián)(DDC)形成糖肽。
圖片來源:J. Am. Chem. Soc.
這種高效的偶聯(lián)反應是一種新的糖蛋白合成方法。例如,雙功能硫代酸介導的策略,它可以將兩個肽與糖基天冬酰胺硫代酸的 N 端和 C 端進行偶聯(lián)。
圖片來源:J. Am. Chem. Soc.
反之,過去的糖蛋白合成方法,需要在前期和隨后的多種糖蛋白合成路線中,使用糖基天冬酰胺,而該研究所開發(fā)的概念則可以在幾個步驟內(nèi)直接把肽和糖基天冬酰胺硫代酸生成糖蛋白產(chǎn)物。
圖片來源:J. Am. Chem. Soc.
有鑒于此,該研究實現(xiàn)了糖基天冬酰胺硫代酸用于穩(wěn)定糖蛋白半合成的有效制備方法與應用。
參考文獻:
Glycoprotein Semisynthesis by Chemical Insertion of Glycosyl Asparagine Using a Bifunctional Thioacid-Mediated Strategy
J. Am.Chem. Soc. 2021, jacs.1c02601
原文作者:Kota Nomura, Yuta Maki, Ryo Okamoto, Ayano Satoh,and Yasuhiro Kajihara*