基于双氨基酸的二硫键替代后毒素多肽合成和核磁共振结构分析的最新研究进展

本文以抗菌肽tachyplesin I为模型,检验我们发展的准备多肽大环双二硫键的方法:Tachyplesin I的类似物的折叠以及活性随着二硫键替代方法的不同而变化(SPPS意为:固相多肽合成);野生型抗菌肽tachyplesin I及其类似物的主链氨基氢(HN)的化学位移差异(DAD意为:双氨基酸)。

近日,中科院强磁场科学中心田长麟研究组和清华大学刘磊研究组合作开展了基于固相法的双氨基酸替换二硫键半胱氨酸的毒素多肽合成及应用核磁共振的结构分析研究。实现了含有多对二硫键的毒素多肽的稳定构象合成,并在核磁共振结构分析的基础上确定了长程二硫键对毒素多肽构象稳定的重要性。

毒素多肽能有效抑制细菌、真菌或真核细胞的生长过程,特别是多种毒素多肽被发现能有效抑制或增强离子通道蛋白的选择性或门控特性等。但是,这一类毒素多肽都含有多对由半胱氨酸组成的二硫键,使得应用基因工程方法制备或化学合成的毒素多肽由于容易发生二硫键错配而很难获得稳定的构象。针对这一关键问题,本研究应用Cys-C-S-Cys,或Cys-C-C-Cys键的双氨基酸模拟和替代形成二硫键的Cys-S-S-Cys,并获得高产率的毒素多肽合成,有效避免了二硫键的错配。本研究应用液体核磁共振方法分析了9个不同多肽的指纹区化学位移,还获得了其中4个多肽的三维结构。不同多肽的核磁共振数据分析表明,长程二硫键的替代对于毒素多肽构象的稳定具有关键作用。

相关研究结果于2013年6月26日以“Diaminodiacid-Based Solid-Phase Synthesis of Peptide Disulfide Bond Mimics(基于双氨基酸的二硫键替代后多肽固相合成)”为题在线发表在Angewandte Chemie International Edition (德国应用化学)杂志上(doi: 10.1002/ anie.201302197),中国科学技术大学生命学院的博士研究生何垚,清华大学的博士后崔洪奎,郭烨是文章的共同第一作者,中科院强磁场科学中心的吴芳明博士也参加了该项研究工作。文章链接为(http://dx.doi.org/10.1002/anie.201302197)。

来源:中科院强磁场科学中心