Eiwitten worden veel gebruikt in de geneeskunde, biologie en scheikunde. Het verbeteren van hun inherente eigenschappen door functionele moleculen aan hun structuren toe te voegen, is een veel voorkomende en belangrijke stap op veel gebieden. Bijvoorbeeld, door fluorescerende moleculen toe te voegen, kunnen eiwitten worden opgespoord en gekwantificeerd. Er zijn veel modificatiestrategieën met verschillende voordelen beschreven. Onderzoekers van de Universiteit van Osaka rapporteren nu een eenvoudige N-terminus-specifieke wijziging die is uitgevoerd onder milde omstandigheden met behulp van nieuwe reagentia die in één stap zijn bereid. Hun bevindingen werden online gepubliceerd in ChemBioChem .

Het N-uiteinde wordt gedefinieerd als het begin van de eiwitketen waar de aminogroep van de eerste aminozuurbouwsteen beschikbaar is om te reageren. Specifiek richten op het N-uiteinde is nuttig omdat het zelden betrokken is bij de eiwitvouwing, waardoor het gemakkelijk toegankelijk is met een minimale impact op de eiwitfunctie. Het is bekend dat het een unieke en altijd aanwezige plaats is binnen elk eiwit.

Geïnspireerd door eerdere werken, de onderzoekers screenden een reeks cyclische stikstofbevattende verbindingen en ontdekten dat 1H-1, 2, 3-triazool-4-carbaldehyde (TA4C)-derivaten kunnen in een enkele stap worden geconjugeerd aan de N-terminus met relatief hoge conversies, tot 92%.

"Vereenvoudiging van eiwitmodificatie is een waardevolle ontwikkeling voor verschillende gebieden, "corresponderende auteur Akira Onoda legt uit. "Onze aanpak resulteert in zeer efficiënte plaatsspecifieke etikettering onder milde omstandigheden, wat belangrijk is bij het werken met gevoelige biologische moleculen. Zolang het toe te voegen molecuul een aminogroep bevat, een reactie kan worden uitgevoerd om de TA4C-groep in één stap te creëren, die vervolgens reactief is naar het eiwit N-uiteinde."

De TA4C-reagentia worden in één stap bereid uit een functioneel molecuul met een aminogroep via een reactie die bekend staat als de Dimroth-omlegging. Een verscheidenheid aan amine-bevattende moleculen werd met succes gebruikt, inclusief polyethyleenglycol, biotine, en fluoresceïne, het brede scala aan mogelijke functionaliteiten demonstreert.

"Wij geloven dat onze aanpak als een enorm praktische optie zal bijdragen aan de toolbox voor eiwitmodificatie en de ontwikkeling zal versnellen op veel gebieden die afhankelijk zijn van eiwitconjugatie, " legt corresponderende auteur Takashi Hayashi uit. "Bovendien, door onze aanpak te combineren met technieken die zich richten op andere eiwitsites, kunnen meerdere functies worden geïntroduceerd, grote flexibiliteit bieden. Dit zal nuttig zijn in een breed scala van gebieden, waaronder bio-engineering, geneesmiddelen, en diagnostiek."