今天給大家推薦一篇發(fā)表在CHEMBIOCHEM上的文章，本文的通訊作者是來自英國伯明翰大學(xué)藥學(xué)院的Alan.M.Jones，其課題組主要的研究方向是開發(fā)新的化學(xué)反應(yīng)途徑及優(yōu)化小分子化學(xué)探針及最終候選藥物。
蛋白質(zhì)氨基酸殘基的磺酸化是一種重要的翻譯后修飾的手段，約占所有已知的流行疾病中發(fā)現(xiàn)的標記的1%，且在蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)以及寡糖的相互作用等多種生物學(xué)過程中發(fā)揮著重要的作用。此前的研究都過分傾向于磷酸化的研究而忽略了對于磺酸化的探索。研究也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)可以在酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和組氨酸處被磺酸化。
此前制備磺酸化蛋白質(zhì)的方法主要集中在其酪氨酸殘基的磺酸化上，可以通過預(yù)先磺酸化后的酪氨酸進行固相合成，但存在選擇性較低、提純困難等問題。本文中作者通過組氨酸N-氨基磺酸鹽中間體和芳基磺酸轉(zhuǎn)移酶的相互作用的乒乓機制，開發(fā)了一種新的N端O端磺酸化的方法，該合成方法可以在較低溫度、無競爭的情況下快速進行，適用于一系列的胺、酰胺及氨基酸、多肽等。
作者采用了一種叫做叔丁基磺胺甜菜堿的物質(zhì)來反應(yīng)，并且嘗試出了最佳的實現(xiàn)溫和、快速的N-氨基磺酸化的條件（2.0當量的叔丁基磺胺甜菜堿、30°C下在乙腈中反應(yīng)），并且研究比較了其與市售的磺酸化試劑的作用效果，發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)化率很高且提純效率更好。
此后作者在一些列的不同的取代基的芐胺上進行條件篩選，發(fā)現(xiàn)不論是帶有吸電子基團還是給電子基團或增加空間位阻，都保持著較高的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。而此后更換的二級胺在反應(yīng)時發(fā)現(xiàn)其收率下降，但通過延長磺化反應(yīng)時間也解決了該問題。同時也發(fā)現(xiàn)了在氨基醇等物質(zhì)中，N-磺化的選擇性高于O-磺化。
此后作者又將該方法用于了氨基酸及多肽的N-磺化，因為要保持在非變性溫度下反應(yīng)，因此提高了反應(yīng)的時間，并且發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)轉(zhuǎn)化率良好。在雜原子存在而氨基Fmoc保護下的情況下，分子中的O-也可以被磺化（但S-不行），但過分接近于N-端的親核基團也可能會影響其磺化的效率，以及也發(fā)現(xiàn)了側(cè)鏈胺可被磺化、磺化過程不影響旋光性等現(xiàn)象。
總而言之，作者開發(fā)出了一種快速的溫和且操作方便的方法來進行目前尚不能進行N-磺化過程。并且通過廣泛的實驗探索了該磺化反應(yīng)的雜原子的選擇性，實驗表明在不加保護的情況下，N-的磺化反應(yīng)優(yōu)先于O-、S-，且反應(yīng)過程中保持其立體選擇性不會進行消旋。并且已經(jīng)實驗了該方法在多肽上的反應(yīng)效果，為此后化學(xué)手段進行蛋白質(zhì)的翻譯后修飾以及了解磺基蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能提供了方法。
文章作者：SBD
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cbic.201900673
文章引用：
DOI:10.1002/cbic.201900673
