酵素酸化結合によるチロールタグ付きタンパク質への反応性チオルハンドルの導入
Paul Huang1, Wendy Cao1, Jennifer L Fetzer1
1Department of Chemistry, University of California, Berkeley, California 94720, United States.
Journal of the American Chemical Society
|June 27, 2025
まとめ
新しいチロシナーゼ酵素変種であるメガTYRは,チロシン残基をディチオトリトール (DTT) を使用してチオールハンドルに変換することによって,効率的なタンパク質結合を可能にします. これは抗体と薬物の結合物および他の生物結合治療薬の生成を容易にする.
科学分野:
- バイオテクノロジー
- タンパク質工学
- 化学生物学
背景:
- サイト固有のタンパク質の生物結合は,先進的な治療法や材料の開発に不可欠です.
- 酵素チロシナゼは,チロシンとシステインの残留物を介してタンパク質とタンパク質の結合を促進します.
- 現存するチロシナーゼ法では,一部の小分子チオール基底に制限がある.
研究 の 目的:
- 強化されたタンパク質の生物結合のための新しいチロシナーゼ変種 (メガTYR) を調査する.
- タンパク質にチオールハンドルを導入するためにディチオトリトール (DTT) の使用を検討する.
- この方法が抗体と薬の結合物および他のタンパク質の結合物を作るのに有用であることを実証する.
主な方法:
- ティオール基板に対する耐性のためにバチルス・メガテリウム・チロシナーゼ変種 (megaTYR) を利用した.
- ディチオトリトール (DTT) を使用して,チロシン残基をタンパク質の反応性チオールハンドルに変換します.
- マレイミドプローブ,薬,酵素によるチオラドタンパク質の結合を行った.
主要な成果:
- MegaTYRは,DTTのような小分子チオール基板に対する耐性が高かった.
- DTTはチロシンにタグ付けされたタンパク質にチオールハンドルを成功裏に導入し,遺伝的なシステインの組み込みの必要性を回避しました.
- 機能性抗体- 薬剤および抗体- 毒素結合体は,チオラ化モノクローナル抗体 (mAbs) を使用して成功して合成されました.
結論:
- メガTYR酵素とDTTは,アクセス可能なチロシン残基をチオールタグに変換するための簡単な方法を提供します.
- このアプローチは,さまざまなタンパク質基板に対するチロシナーゼ媒介酸化結合の適用性を拡大する.
- 開発された方法は,新しいバイオコンジューゲート治療薬と材料を作成するための多用途のプラットフォームを提供します.
関連する概念動画
Preparation and Reactions of Thiols
6.7K
Thiols are prepared using the hydrosulfide anion as a nucleophile in a nucleophilic substitution reaction with alkyl halides. For instance, bromobutane reacts with sodium hydrosulfide to give butanethiol.
6.7K
Phase II Reactions: Glutathione Conjugation and Mercapturic Acid Formation
389
Glutathione, a tripeptide made up of glutamate, cysteine, and glycine, is a critical player in the detoxification of drugs and xenobiotics via a process known as glutathione conjugation or mercapturic acid formation. This phase II biotransformation reaction involves the covalent binding of glutathione to a drug or its metabolite, enhancing the compound's water solubility and enabling its excretion.
Several distinctive characteristics distinguish glutathione conjugation from other phase II...
Several distinctive characteristics distinguish glutathione conjugation from other phase II...
389
Protein Modifications in the RER
5.6K
Modification of secretory and transmembrane proteins entering the rough ER begins in the ER lumen. These modifications aid in protein folding and stabilize the acquired tertiary structure. Protein modifications in the rough ER co-occur at different stages of protein folding.
Broadly, these modifications can be categorized into four main categories — glycosylation, formation of disulfide bonds, assembly of protein subunits, and specific proteolytic cleavages like removal of signal...
Broadly, these modifications can be categorized into four main categories — glycosylation, formation of disulfide bonds, assembly of protein subunits, and specific proteolytic cleavages like removal of signal...
5.6K
Phase II Reactions: Sulfation and Conjugation with α-Amino Acids
444
Sulfation and α-amino acid conjugation are two critical biotransformation reactions in drug metabolism. Sulfation, a phase II biotransformation reaction, involves adding a polar sulfate group to a drug, enhancing its water solubility and promoting excretion. This process can either co-occur with or occur independently of glucuronidation. Nonmicrosomal sulfotransferase enzymes catalyze the process. The reaction involves 3'-phosphoadenosine-5'-phosphosulfate or PAPS coenzyme...
444
Tagging and Fusion Proteins
7.0K
Proteins are involved in several cellular processes and biochemical reactions. Analyzing a specific protein of interest requires it to be isolated from the other proteins in the cell. This is achieved by overexpressing the specific gene in a suitable host to produce large quantities of the target protein. A tag or label is recombined with the gene to produce a fusion protein containing the target protein and the tag. The tags on these fusion proteins can then be used for easy detection and...
7.0K
Alkynes to Carboxylic Acids: Oxidative Cleavage
5.7K
Alkynes undergo oxidative cleavage in the presence of oxidizing reagents like potassium permanganate and ozone. The triple bond — one σ bond and two π bonds — is completely cleaved, and the alkyne is oxidized to carboxylic acids. When warm and basic aqueous potassium permanganate is used as an oxidizing agent, alkynes are first converted to carboxylate salts via an unstable α-diketone intermediate. Further, a mild acid treatment protonates the carboxylate anions...
5.7K


