Ein zur Basenkatalyse befähigtes Ligationsauxiliar ermöglicht die cysteinfreie native chemische Ligation an anspruchsvollen Verknüpfungsstellen. (29th July 2021)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Fuchs, Olaf; Trunschke, Sebastian; Hanebrink, Hendrik; Reimann, Marc; Seitz, Oliver
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 133:Number 35(2021)
• Page Start: 19633
• Page End: 19640
• Publication Date: 2021-07-29
• Subjects: Amide -- Auxiliare -- Basenkatalyse -- Peptidligation -- Proteinsynthese; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202107158
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Ligationsauxiliare werden in der chemischen Proteinsynthese eingesetzt, um den Anwendungsbereich der nativen chemischen Ligation (NCL) über Cystein hinaus zu erweitern. An sterisch anspruchsvollen Ligationsstellen erweisen sich Auxiliar‐vermittelte Ligationen allerdings als schwierig. Oft akkumuliert das im Thiolaustauschschritt der NCL gebildete Thioester‐Intermediat, da der anschließende S→N‐Acyltransfer nur sehr langsam abläuft. In dieser Arbeit stellen wir die 2‐Mercapto‐2‐(pyridin‐2‐yl)ethyl (MPyE)‐Gruppe als das erste Auxiliar vor, welches in der Lage ist, die Ligationsreaktion durch interne Katalyse zu unterstützen. Bemerkenswerterweise liefert das MPyE‐Auxiliar auch dann nützliche Reaktionsraten, wenn Prolin oder eine β‐verzweigte Aminosäure an der Verknüpfung beteiligt sind. Quantenchemische Rechnungen deuten darauf hin, dass der Pyridin‐Stickstoff im geschwindigkeitsbestimmenden Protonentransferschritt als eine intramolekulare Base agiert. Das Auxiliar wird in nur zwei Schritten hergestellt und durch reduktive Alkylierung in das Peptid eingeführt. Die Abspaltung des Auxiliars erfolgt durch Behandlung mit TCEP/Morpholin in Gegenwart eines Mn II ‐Komplexes als Radikalstarter. Die Synthese eines de novo designten 99mer‐Peptids und eines 80 Aminosäuren langen MUC1‐Peptids demonstrieren die Nützlichkeit des MPyE‐Auxiliars. Abstract : Die MPyE‐Gruppe ist das erste schwefelbasierte Auxiliar, das die Peptidligation an Prolin und β‐verzweigten Aminosäuren ermöglicht. Der Pyridin‐Stickstoff wirkt wahrscheinlich als Base, die den S→N‐Acyltransfer während der nativen chemischen Ligation katalysiert.