הבעיה של קשרי דיסולפיד בתוך פפטידים

קשרי דיסולפיד הם חלק הכרחי במבנה התלת מימדי של חלבונים רבים.ניתן למצוא קשרים קוולנטיים אלה כמעט בכל הפפטידים החוץ-תאיים ומולקולות החלבון.

קשר דיסולפיד נוצר כאשר אטום גופרית ציסטאין יוצר קשר יחיד קוולנטי עם החצי השני של אטום הגופרית בציסטין במקומות שונים בחלבון.קשרים אלו עוזרים לייצב חלבונים, במיוחד אלו המופרשים מהתאים.

היווצרות יעילה של קשרי דיסולפיד כרוכה במספר היבטים כגון ניהול נכון של ציסטינים, הגנה על שאריות חומצות אמינו, שיטות הסרה של קבוצות הגנה ושיטות זיווג.

פפטידים הושתלו בקשרי דיסולפיד

לאורגניזם Gutuo יש טכנולוגיית טבעת קשר דיסולפיד בוגרת.אם הפפטיד מכיל רק זוג אחד של Cys, יצירת הקשר הדיסולפידי היא פשוטה.פפטידים מסונתזים בשלבים מוצקים או נוזליים,

לאחר מכן הוא חומצן בתמיסת pH8-9.הסינתזה מורכבת יחסית כאשר יש צורך ליצור שני זוגות או יותר של קשרי דיסולפיד.למרות שיצירת קשרים דיסולפידים מסתיימת בדרך כלל מאוחר בתוכנית הסינתטית, לפעמים הכנסת דיסולפידים שנוצרו מראש היא יתרון לקישור או הארכה של שרשראות פפטידים.Bzl היא קבוצת הגנה Cys, Meb, Mob, tBu, Trt, Tmob, TMTr, Acm, Npys וכו', בשימוש נרחב בסימביונט.אנו מתמחים בסינתזת פפטיד דיסולפיד כולל:

1. נוצרים שני זוגות של קשרי דיסולפיד בתוך המולקולה ושני זוגות של קשרי דיסולפיד נוצרים בין המולקולות

2. נוצרים שלושה זוגות של קשרי דיסולפיד בתוך המולקולה ונוצרים שלושה זוגות של קשרי דיסולפיד בין המולקולות

3. סינתזת פוליפפטיד אינסולין, כאשר שני זוגות של קשרי דיסולפיד נוצרים בין רצפי פפטידים שונים

4. סינתזה של שלושה זוגות של פפטידים הקשורים דיסולפיד

מדוע קבוצת אמינו ציסטייניל (Cys) כל כך מיוחדת?

לשרשרת הצדדית של Cys יש קבוצה תגובתית מאוד פעילה.אטומי המימן בקבוצה זו מוחלפים בקלות ברדיקלים חופשיים ובקבוצות אחרות, וכך יכולים ליצור בקלות קשרים קוולנטיים עם מולקולות אחרות.

קשרי דיסולפיד הם חלק חשוב במבנה התלת-ממדי של חלבונים רבים.קשרי גשר דיסולפיד יכולים להפחית את האלסטיות של הפפטיד, להגביר את הנוקשות ולהפחית את מספר התמונות הפוטנציאליות.מגבלת תמונה זו חיונית לפעילות ביולוגית ויציבות מבנית.החלפתו עשויה להיות דרמטית עבור המבנה הכללי של החלבון.חומצות אמינו הידרופוביות כגון Dew, Ile, Val הן מייצב סליל.מכיוון שהוא מייצב את α-helix של קשר הדיסולפיד של יצירת ציסטאין גם אם ציסטאין לא יוצר קשרים דיסולפידים.כלומר, אם כל שאריות הציסטאין היו במצב מופחת, (-SH, נושאת קבוצות סולפהדריל חופשיות), היה אפשרי אחוז גבוה של שברי סליל.

הקשרים הדיסולפידים הנוצרים על ידי ציסטאין עמידים ליציבות המבנה השלישוני.ברוב המקרים, גשרים SS בין קשרים נחוצים להיווצרות מבנים רבעוניים.לפעמים שיירי הציסטאין היוצרים קשרי דיסולפיד רחוקים זה מזה במבנה הראשוני.הטופולוגיה של קשרי דיסולפיד היא הבסיס לניתוח ההומולוגיה של המבנה הראשוני של חלבון.שאריות הציסטאין של החלבונים ההומולוגיים נשמרים מאוד.רק טריפטופן נשמר סטטיסטית יותר מציסטאין.

הציסטאין ממוקם במרכז האתר הקטליטי של התיולאז.ציסטאין יכול ליצור תוצרי ביניים של אציל ישירות עם המצע.הצורה המופחתת פועלת כ"חיץ גופרית" השומר על הציסטאין בחלבון במצב המופחת.כאשר ה-pH נמוך, שיווי המשקל מעדיף את הצורה המופחתת -SH, בעוד שבסביבות אלקליות -SH נוטה יותר להתחמצן ליצירת -SR, ו-R הוא הכל מלבד אטום מימן.

ציסטאין יכול להגיב גם עם מי חמצן ועם מי חמצן אורגניים כחומר ניקוי רעלים.