ディスルファイド制約のサイクルペプチドにおけるXaa-Proペプチド結合の予想外にも速いシス/トランスイソメリゼーション
Tiesheng Shi1, Stephen M Spain, Dallas L Rabenstein
1Department of Chemistry, University of California, Riverside, California 92521, USA.
ペプチドのサイクルジスルファイド結合は,思わぬ形でシス・トランス・イソメリゼーションを加速し,分子内触媒を示唆している. この発見は,酸化還元酵素活性部位の構造的柔軟性についての洞察を提供します.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 化学生物学 化学生物学とは
- 構造生物学 構造生物学とは
背景:
- ペプチド結合のイソメリゼーションは,タンパク質の機能にとって極めて重要です.
- プロリン残基はペプチドの骨格構造と動力学に大きな影響を与える.
- 酸化還元酵素酵素のチオレドキシンスーパーファミリーは,酸化還元調節において重要な役割を果たします.
研究 の 目的:
- サイクルジスルファイドとアサイクルディチオールペプチドを合成し,特徴づけること.
- プロリンを含むペプチド結合におけるシス・トランス・イソメリゼーションの運動学を調査する.
- イソメリゼーション率とメカニズムに対する二硫化物結合制約の影響を調査する.
主な方法:
- 質量スペクトロメトリとNMRスペクトロスコーピーを用いたペプチド合成と特徴付け.
- マグネティゼーション移転NMRによるシス・トゥ・トランスおよびトランス・トゥ・シスイソメリゼーション速度定数 (kctとktc) の決定.
- アクティベーションパラメータを導出するために,温度に依存する速度定数の分析.
主要な成果:
- 様々なサイクルジスルファイドおよびアサイクルディチオールペプチドを合成し,特徴づけました.
- Cys-ProとGly-Proのペプチド結合の間で定量化されたシス/トランスイソメリゼーション率.
- 循環型二硫化ペプチドにおけるシス/トランスイソメリゼーションの速度の向上 (2-13の因数) を,非循環型と比較して観察した.
- 移行状態における水素結合を含む分子内触媒機構を提案した.
結論:
- ディスルファイド結合の制約により,シス/トランスイソメリゼーション率が高まり,異常な形状の柔軟性を示す.
- この発見は,ペプチド結合イソメリゼーションのための新しい分子内触媒機構を示唆しています.
- これらのモデルペプチドは,酸化チオレドキシンスーパーファミリー酵素の活性サイトダイナミクスの洞察を提供します.
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