Синтез белка биоконъюгатов<em> с помощью</em> Цистеин-малеимид химии

Биоконъюгации включает ковалентного связывания одного биомолекул с другим или с синтетической молекулой, такой как краситель, лекарственного средства или полимера. Методы биоконъюгации белка в настоящее время широко используется во многих химии, биологии и нанотехнологических исследовательских групп с приложениями , начиная от маркировки флуоресцентного красителя ^1,2, что делает белок (антитела) -prodrugs ³ (антитела наркотиков конъюгатов – АСДУ) синтез белковых димеров ^4,5 , вплоть до самосборки белково-полимерных гибридов , используемых в ^6,7 наномедицинскими ⁸ и ⁹ систем химии.

Специфичность химии используется для биоконъюгации, в то время как не всегда критично, имеет огромное значение для большинства функциональных белковых биоконъюгатов, с тем, чтобы не мешать активным сайтом белка-мишени. Идеальная реакция биоконъюгации необходимо выполнить несколько критериев, в том числе: I), ориентированных на редких или уникальных сайтов интересующего белка,б) быть селективным к этой цели, III) протекают в неденатурирующих условиях, чтобы избежать разворачивания белка и IV) быть высокоурожайных, как белок-мишень, как правило, доступны только на суб-миллимолярной концентрации. Малеимидная – цистеин Михаэлю приближается к выполнению всех этих критериев, и имеет по этой причине долгое время утверждал , особый статус в области химии Bioconjugate ^10. Это происходит потому, что я) многие белки, содержащие только один остаток цистеина на их поверхности могут быть методами генной инженерии там, II) при правильном рН реакция имеет высокую селективность по отношению к цистеина, III) она протекает гладко в водных буферах и IV) он очень быстро со второй константой скорости порядка малеимидам в цистеин-содержащих белков , о которых превышает 5000 м ^-1 с ^-1 в некоторых случаях ^11. При условии , что интерес белок может выдержать небольшое (≈ 5-10%) количество органического сорастворителя ^12, почти любой малеимид-функционализированного красителя, роищейка, поверхность или другой белок, может быть связан с белками. Кроме того, малеинимидов более специфичны для цистеина на белках, чем iodoacetamides, которые более склонны к взаимодействию с другими нуклеофилами при повышенном значении рН; и более стабильны , чем на основе дисульфида конъюгации , которые должны храниться при кислом рН , чтобы предотвратить дисульфидный обмен ^13.

Мы сообщаем обобщенный протокол сопряжения малеимид-функционализированного молекул с белком , содержащим единственный остаток цистеина с использованием реакции между Ru (II) основе хромофора и редокс – белка цитохрома С в качестве примера. Этот протокол в равной степени применима и к большинству других белков, содержащих доступный остаток цистеина поверхность и соответствующую малеимидную функционализованных мишень, будь то другой белок, флуоресцентный краситель, хромофор или синтетический полимер.