Forskargruppen hittade en ny proteinkemisk märkningsreaktion med singletsyre ( 1 O 2 ). Utnyttja det korta diffusionsavståndet av 1 O 2 och en teknik för att lokalisera 1 O 2 generator, forskargruppen visade platsselektiv märkning av antikroppar. Kredit:Shinichi Sato
Forskare har skapat ett nytt närhetsmärkningssystem i nanometerskala som snabbt riktar in sig på histidinrester, tillhandahålla ett nytt kemiskt verktyg för proteinkemisk modifiering.
Resultaten av deras forskning publicerades i Journal of the American Chemical Society den 27 april, 2021.
Proteinkemisk modifiering, en teknologi som introducerar funktioner i proteiners kemiska struktur genom irreversibla starka bindningar, används för att skapa proteinbaserade biomaterial och för läkemedelstillförselsystem.
För att utföra ändringar, proteinmärkning är nödvändig. Närhetsmärkning är en av dessa tekniker. Den märker biomolekyler som ligger nära ett protein av intresse som sedan också kan märkas och analyseras.
Dock, det finns bara ett fåtal kemiska reaktioner som kan tillämpas på proteinkemiska modifieringsmetoder. Dessutom, det har varit mycket få rapporter om selektiv modifiering av histidinrester.
I tidigare elektrofila tillvägagångssätt, den svaga nukleofila naturen hos histidinrester resulterar i låg selektivitet för andra nukleofila aminosyror.
En gasformig oorganisk kemikalie känd som singletsyre hjälpte till att övervinna denna barriär. Singletsyre är en mycket reaktiv kemisk art med livstider i mikrosekund och diffusionsavstånd i nanometerskala.
Forskargruppen använde nukleofiler för att fånga de elektrofila intermediärer som produceras genom reaktionen av singlettsyre med histidinrester. Singletsyrens höga reaktivitet ledde till en snabb och fullständig reaktion.
Konventionella histidinmärkningsmetoder tar flera timmar att kemiskt modifiera histidinresterna i proteiner. Än, denna metod modifierade histidinresterna på bara några minuter genom bestrålning av synligt ljus av fotokatalysatorn under fysiologiska pH-förhållanden.
Motsvarande författare Dr Shinichi Sato från Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences vid Tohoku University säger att deras upptäckt har öppnat dörren till proteinanalysforskning med singletsyre. "Att använda konventionella singletsyreproduktionsmetoder kan potentiellt utvecklas till en teknologi som klargör outforskad intracellulär signaltransduktion och protein-proteininteraktioner."
