디미디케이션

Deamidation
Asn-Gly(오른쪽 위)에서 Asn-Gly(왼쪽) 또는 ISO(Asp)-Gly(오른쪽 아래 녹색)에 대한 탈색 반응.

디아미디케이션은 아미노산 아스파라긴 또는 글루타민의 사이드 체인에 있는 아미드 기능군을 제거하거나 다른 기능군으로 변환하는 화학반응이다.전형적으로 아스파라긴은 아스파라긴산 또는 이소아스파라긴산으로 변환된다.글루타민은 글루탐산 또는 피로글루탐산(5-oxoproline)으로 전환된다.단백질이나 펩타이드에서 이러한 반응은 구조, 안정성 또는 기능을 변화시킬 수 있고 단백질 분해로 이어질 수 있기 때문에 중요하다.순 화학적 변화는 물군 추가와 암모니아군 제거로, +1 (0.98402) Da 질량 증가에 해당한다.글루타민, 글리코실레이트 아스파라긴 및 기타 아미드에는 탈아미드가 발생하지만, 대표적인 프로톨리시스 조건에서는 이러한 것들이 무시할 수 있다.[1]

생리학적 조건 하에서 아스파라긴 잔여물의 디아미딘화에서 사이드 체인은 다음 펩타이드 그룹의 질소 원자(그림 오른쪽 상단에 검은색)에 의해 공격되어 비대칭 숙시니미드 중간(빨간색)을 형성한다.중간의 비대칭은 아스파르트산(왼쪽은 검은색)과 베타 아미노산(오른쪽 아래는 녹색)인 이소아스파르트산(isoaspartic acid, 왼쪽은 검은색)의 두 가지 수분해를 초래한다.다만 아스파르트산이 탈부착 후 이소질화될 수 있다는 우려가 있다.[2]글루타민 잔여물의 제거는 동일한 메커니즘을 통해 진행될 수 있지만 6-링 글루타리미드 중간합성이 아스파라긴의 숙시니미드 중간합성보다 덜 선호되기 때문에 훨씬 느린 속도로 진행된다.일반적으로 내분비효소인 글루-C를 사용하여 산성의 pH 또는 약간 기초적인 pH(각각 4.5, 8.0)에서 프로테롤리시스(proteolyis)를 제거하면 탈효소가 제거된다.[2]

탈부착 속도는 용액 내 단백질, pH, 온도 및 성분의 1차 시퀀스 및 고차 구조를 포함한 여러 요인에 따라 달라진다.대부분의 잠재적 탈부착 현장은 고차 구조로 안정화된다.Asn-Gly(NG)는 가장 유연하고 산성이기 때문에 생리적 조건(pH 7.4, 37°C)에서 24시간 전후로 반감기가 있는 데미지(diamidation)가 가장 많이 발생한다.[3]

프리 아미노산으로서, 또는 펩타이드나 단백질의 N단자 잔류물로서 글루타민 디아미드는 쉽게 피로글루타민산(5-oxoproline)을 형성한다.반응은 사이드 체인 아미드에 있는 α-아미노 그룹의 핵포화 공격을 통해 진행되며, 사이드 체인에서 암모니아를 제거하여 α-아미노 그룹을 형성한다.

분석법

단백질 분해는 펩타이드 매핑을 통해 역상 액체 크로마토그래피(RPLC)에 의해 일반적으로 분석되었다.최근 발표된 새로운 ERLIC-MS/MS 방법은 식별 및 정량화 증가와 함께 탈황 펩타이드와 비탈황 펩타이드의 분리를 강화할 것이다.[4]

질량분광학은 치료용 단핵항체를 포함한 단백질의 탈부착 상태를 특성화하는 데 일반적으로 사용된다.[5]이 기법은 감도, 속도, 특수성이 높아 탈부착 분석에 특히 유용하다.이것은 현장 고유의 탈부착 분석을 허용한다.[6]

질량분광법을 사용하는 주요 난제는 시료 준비 중에 탈색 유물이 형성되는 것이다.이러한 공예품들은 실제로 관찰된 것보다 자발적 파괴의 비율이 더 높기 때문에 결과가 크게 왜곡된다.이는 QC 프로토콜에서 검출된 디아미딩의 많은 비율이 아티팩트로 인해 발생할 경우 잘못된 특성을 가질 수 있는 치료용 단백질의 경우 문제가 있음을 증명할 수 있다.최근의 연구에 따르면 pH가 낮으면 탈부착 유물의 비율을 줄일 수 있다고 한다.[2]

디아미딩의 운동학

탈모 반응은 단백질의 유용한 수명을 제한하는 요인 중 하나로 추측되어 왔다.[1]

약한 아미노산에 이어 글리신과 같은 작고 유연한 잔류물이 발생한다면 디아미드는 훨씬 더 빨리 진행되며, 낮은 강직 방해물이 펩타이드 그룹을 공격용으로 개방시킨다.탈진 반응도 pH(>10) 상승과 온도 상승에서 훨씬 빠르게 진행된다.

내단백질인 글루-C는 특정 pH 조건(4.5와 8.0)에 있을 때만 글루탐산에 대한 특이성을 보였으며, 트리스-HCl, 중탄산염 또는 아세테이트와 함께 용액에 있을 때 C-단자측을 분해했다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b Clarke, S (2003). "Aging as war between chemical and biochemical processes: protein methylation and the recognition of age-damaged proteins for repair". Ageing Res Rev. 2: 263–285. doi:10.1016/S1568-1637(03)00011-4.
  2. ^ a b c Liu, Shanshan; Moulton, Kevin Ryan; Auclair, Jared Robert; Zhou, Zhaohui Sunny (2016-04-01). "Mildly acidic conditions eliminate deamidation artifact during proteolysis: digestion with endoprotease Glu-C at pH 4.5". Amino Acids. 48 (4): 1059–1067. doi:10.1007/s00726-015-2166-z. ISSN 1438-2199. PMC 4795971. PMID 26748652.
  3. ^ Tyler-Cross R, Schirch V (1991) 아미노산 염기서열, 버퍼 및 이온 강도의 영향 작은 펩타이드 내 아스파라긴 잔류물의 디아미딘 제거 속도와 메커니즘.J비올화학 266:22549–22556
  4. ^ Zhen, Jing (2018). "Antibody characterization using novel ERLIC-MS/MS-based peptide mapping". mAbs. 10: 1–9. doi:10.1080/19420862.2018.1505179. PMC 6204790. PMID 30130443.
  5. ^ Wang, Weijie; Meeler, Andrea R.; Bergerud, Luke T.; Hesselberg, Mark; Byrne, Michael; Wu, Zhuchun (2012). "Quantification and characterization of antibody deamidation by peptide mapping with mass spectrometry". International Journal of Mass Spectrometry. 312: 107–113. doi:10.1016/j.ijms.2011.06.006.
  6. ^ Hao, Piliang; Adav, Sunil S.; Gallart-Palau, Xavier; Sze, Siu Kwan (November 2017). "Recent advances in mass spectrometric analysis of protein deamidation". Mass Spectrometry Reviews. 36 (6): 677–692. doi:10.1002/mas.21491. ISSN 1098-2787. PMID 26763661.
  • Clarke, S (1987). "Propensity for spontaneous succinimide formation from aspartyl and asparaginyl residues in cellular proteins". Int. J., Peptide Protein Res. 30: 808–821. PMID 3440704.
  • Stephenson, RC; Clarke, S (1989). "Succinimide Formation from Aspartyl and Asparaginyl Peptides as a Model for the Spontaneous Degradation of Proteins". J. Biol. Chem. 264: 6164–6170. PMID 2703484.
  • 로빈슨 NE, 로빈슨 AB.(2004) 분자 시계:펩타이드와 단백질에서 아스파라긴비닐과 글루타미닐 잔류물의 분해.알하우스 프레스: 동굴 분기점, 오레OCLC 56978028