重要泛素化蛋白質(zhì)的化學半合成新策略研究
發(fā)布時間：2020-12-15 13:25
泛素化是真核生物體內(nèi)一種普遍存在的蛋白質(zhì)翻譯后修飾形式,參與調(diào)控蛋白降解、信號轉(zhuǎn)導、DNA損傷修飾等許多重要的生命活動過程,泛素修飾系統(tǒng)的紊亂與癌癥、神經(jīng)退行性疾病等許多重大疾病密切相關(guān)。深入研究蛋白質(zhì)泛素化參與細胞功能調(diào)控的生物化學、生物物理學機制,對于人類生命奧秘的揭示、疾病的診斷及治療都具有重大意義,而實現(xiàn)這一目標的一個重要需求便是獲取結(jié)構(gòu)、性質(zhì)均一的泛素化蛋白樣品及功能化泛素探針工具。蛋白質(zhì)化學合成允許我們在原子水平精準地構(gòu)筑目標蛋白,為獲取各種泛素化蛋白及泛素工具分子提供了強大的技術(shù)平臺,并且在揭秘泛素信號的研究過程中發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵性作用。本論文圍繞泛素化蛋白的合成新技術(shù)開展了相關(guān)研究工作,希望借助功能化小分子連接臂協(xié)助的蛋白偶聯(lián)反應,以重組表達的蛋白為原料,獲取泛素修飾蛋白模擬物。在這里,我們結(jié)合了“半胱氨酸-胺乙基化反應“及“自然化學連接反應”,建立了半合成泛素修飾蛋白的新方法。具體工作如下:我們首先以泛素化組蛋白為合成目標,發(fā)展了一種半胱氨酸-氨乙基化反應協(xié)助的泛素化蛋白半合成新策略-CAACU策略。該策略的關(guān)鍵是通過半胱氨酸-氨乙基化反應將攜帶可移除輔基的β-氨...
【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：165 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１?Ｆｍｏｃ固相多肽合成技術(shù)??此外，伴隨著機械制造能力的提升以及人工智能技術(shù)的發(fā)展，如今固相多肽??化學合成可以在程序控制的自動化合成儀上進行，將多肽合成、自動化以及人工??
?第１章???�；B氮，該活性中間體在過量硫醇存在條件下可原位硫解為多肽硫酯，再通過??外加Ｎ－端為半胱氨酸多肽片段就可以直接進行自然化學連接反應（圖１．３）。??，ｐｔ啤人ＮＨＮＨ２＋?Ｃｙｓ＿｜ｐ５調(diào)一?ｐ＿，Ｃｙｓ＿（ｐｅ＾??；Ａｃｔｉｖａｔｉｏｒｋ?ｎａｔｉｖｅ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｌｉｇａｔｉｏｎ?ｆ?Ｌｉｇａｔｉｏｎ?；??；（ＮａＮ〇２，?Ｈ＋）＼?ｏｆ?ｐｅｐｔｉｄｅ?ｈｙｄｒａｚｉｄｅｓ?／Ｃｙｓ－ｆｐｅ＾ｉｉ??〇?／?ｏ??Ａ．．?ｉｎｓｉｔｕＴｈｉｏｌｙｓｉｓ?ｊ?，?Ｘ?＿??ｐｅｐｔｉｄｅ＾?Ｎ３?—￣￣－?ｐｅｐｔｉｄｅ－＾ＳＲ?：??ｋ?????ｉ??圖１．３基于醜肼的自然化學連接（圖片引自文獻：ＡｃｃｏｕｎｔｓｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１３，??４６（１１）：?２４７５－８４．）??酰肼作為硫酯前體具有很好的穩(wěn)定性，且通過傳統(tǒng)的Ｆｍｏｃ－固相合成技術(shù)即??可高效制備，此外，還可通過對表達蛋白進行肼解的方式來制備蛋白酰肼片段用??于表達蛋白連接。目前，基于酰肼的自然化學連接策略己經(jīng)成功用于合成多種具??有挑戰(zhàn)性的目標蛋白，如：攜帶多種翻譯后修飾的核小體０１、結(jié)晶純多聚泛素??鏈［２４＼難溶性膜蛋白ｔ２５ｌ等，得到了國際同行的廣泛認可。??１．２．４蛋白質(zhì)半合成??結(jié)合多肽固相合成技術(shù)以及自然化學連接技術(shù)目前可以順利地全合成由??２００個以內(nèi)氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)，但對于尺寸更大的中大型蛋白質(zhì)的合成仍??然存在挑戰(zhàn)。目前蛋白質(zhì)全合成獲取的最大蛋白的尺寸仍不超過５００個氨基酸??［２６乜在這方面，蛋白質(zhì)半合成則為獲取尺寸更大的目標蛋白提供了有效方案。??
?第１章???蛋白片段。其中，Ｎ端為半胱氨酸的蛋白片段比較容易通過生物表達獲得［３１１然??而重組表達蛋白硫酯片段則面臨較大的困難，直到蛋白質(zhì)剪切技術(shù)被發(fā)展。??蛋白剪接過程是生物體內(nèi)普遍存在的一種自發(fā)的蛋白翻譯后修飾過程，在體??內(nèi)通過一種被稱為內(nèi)含肽（ｉｎｔｅｉｎ）的蛋白所介導發(fā)生。包含ｉｎｔｅｉｎ的前體蛋白通??過一系列精密的分子內(nèi)重排，將兩端的外顯肽以酰胺鍵的形式連接，而ｉｎｔｅｉｎ則??在這一過程中被切除ｔＷ。這一過程的轉(zhuǎn)化機制如圖１．４所示，具體包括：１）內(nèi)??含肽Ｎ端絲氨酸或半胱氨酸的側(cè)鏈羥基或巰基親核進攻Ｎ端外顯肽的羰基，發(fā)??生Ｎ到０或Ｎ到Ｓ的�；w移；２）?Ｃ端外顯肽首位絲氨酸或半胱氨酸的側(cè)鏈??羥基或巰基親核進攻第一步內(nèi)含肽與Ｎ端外顯肽形成的硫酯或氧酯中間體；３）??內(nèi)含肽Ｃ末端天冬酰胺進攻內(nèi)含肽與Ｃ端外顯肽之間的酰胺鍵，形成琥珀酰亞??胺的五元環(huán)結(jié)構(gòu)，釋放內(nèi)含肽以及Ｃ端外顯肽的Ｎ端氨基；４）兩個外顯肽之間??發(fā)生Ｓ到Ｎ或０到Ｎ的酰基遷移，形成穩(wěn)定的酰胺鍵。????＾?＾???？?？?Ｌ＾ＪｒＳ?＿?ｈ?？丫??????Ｈ?〇?Ｘ＇ＶＲ??，?Ｎ－Ｏ／Ｓ?Ａｃｙｌ?ｓｈｉｆｔ?ｌｎｌｅｉｎ?）??１?Ｎ．Ｅｘｔｅｉ”?１人ｉＨ?ｌｎｔｅｌｎ?ｌ￣Ｎ－?丨二?°?ｉ?＾?〇??＾?Ｌｉｎｅａｒ?（Ｔｈｉｏ）ｅｓｔｅｒ?Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ??ｘ＝?〇／ｓ?ｙ??Ｔｒａｎｓ（ｔｈｉｏ｝ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ??＾?ｖ＞。?Ｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ?ｈ???：—－?Ｈ?〇?／ｙ．???ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｘ?０?ｘ、、Ｒ??＋?ｋ丄ｌｎｌ
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Semi-synthesis of disulfide-linked branched tri-ubiquitin mimics[J]. Yanyan Si,Lujun Liang,Shan Tang,Yunkun Qi,Yong Huang,Lei Liu. Science China(Chemistry). 2018(04)
本文編號：2918345
【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：165 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１?Ｆｍｏｃ固相多肽合成技術(shù)??此外，伴隨著機械制造能力的提升以及人工智能技術(shù)的發(fā)展，如今固相多肽??化學合成可以在程序控制的自動化合成儀上進行，將多肽合成、自動化以及人工??
?第１章???�；B氮，該活性中間體在過量硫醇存在條件下可原位硫解為多肽硫酯，再通過??外加Ｎ－端為半胱氨酸多肽片段就可以直接進行自然化學連接反應（圖１．３）。??，ｐｔ啤人ＮＨＮＨ２＋?Ｃｙｓ＿｜ｐ５調(diào)一?ｐ＿，Ｃｙｓ＿（ｐｅ＾??；Ａｃｔｉｖａｔｉｏｒｋ?ｎａｔｉｖｅ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｌｉｇａｔｉｏｎ?ｆ?Ｌｉｇａｔｉｏｎ?；??；（ＮａＮ〇２，?Ｈ＋）＼?ｏｆ?ｐｅｐｔｉｄｅ?ｈｙｄｒａｚｉｄｅｓ?／Ｃｙｓ－ｆｐｅ＾ｉｉ??〇?／?ｏ??Ａ．．?ｉｎｓｉｔｕＴｈｉｏｌｙｓｉｓ?ｊ?，?Ｘ?＿??ｐｅｐｔｉｄｅ＾?Ｎ３?—￣￣－?ｐｅｐｔｉｄｅ－＾ＳＲ?：??ｋ?????ｉ??圖１．３基于醜肼的自然化學連接（圖片引自文獻：ＡｃｃｏｕｎｔｓｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１３，??４６（１１）：?２４７５－８４．）??酰肼作為硫酯前體具有很好的穩(wěn)定性，且通過傳統(tǒng)的Ｆｍｏｃ－固相合成技術(shù)即??可高效制備，此外，還可通過對表達蛋白進行肼解的方式來制備蛋白酰肼片段用??于表達蛋白連接。目前，基于酰肼的自然化學連接策略己經(jīng)成功用于合成多種具??有挑戰(zhàn)性的目標蛋白，如：攜帶多種翻譯后修飾的核小體０１、結(jié)晶純多聚泛素??鏈［２４＼難溶性膜蛋白ｔ２５ｌ等，得到了國際同行的廣泛認可。??１．２．４蛋白質(zhì)半合成??結(jié)合多肽固相合成技術(shù)以及自然化學連接技術(shù)目前可以順利地全合成由??２００個以內(nèi)氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)，但對于尺寸更大的中大型蛋白質(zhì)的合成仍??然存在挑戰(zhàn)。目前蛋白質(zhì)全合成獲取的最大蛋白的尺寸仍不超過５００個氨基酸??［２６乜在這方面，蛋白質(zhì)半合成則為獲取尺寸更大的目標蛋白提供了有效方案。??
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]Semi-synthesis of disulfide-linked branched tri-ubiquitin mimics[J]. Yanyan Si,Lujun Liang,Shan Tang,Yunkun Qi,Yong Huang,Lei Liu. Science China(Chemistry). 2018(04)
本文編號：2918345
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