Radikálové značení proteinů jako nástroj validace biologických terapeutik

Abstract

Hmotnostní spektrometrie a techniky s ní spojené jsou velice důležitým a užitečným nástrojem při studiu struktury proteinů. Jednou z těchto technik je i kovalentní značení proteinů, které je možné použít ke zkoumání přístupnosti jejich povrchu a jejich dynamiky obecně. Přestože již byla pro tuto metodu vyvinuta spousta činidel, většina z nich je limitována jejich schopností selektivně reagovat jen s omezeným počtem aminokyselin, většinou lysinem, argininem nebo tyrosinem a neselektivní metody, jako rychlá fotochemická oxidace proteinů, jsou velice náročné a nákladné. Z toho důvodu existuje stále snaha o vývoj nových metod kovalentního značení. Touto novou metodou by mohla být trifluormethylace, která je stále více používanou technikou modifikace organických molekul a jejíž možný potenciál jsme se proto rozhodli studovat. V této práci jsme použili novou skupinu formálně elektrofilních činidel, která je vytvořena na bázi cyklického hypervalentního jodidového jádra. Tato skupina tzv. Togniho činidel byla použita jako nástroj radikálového značení proteinů. Jako modelový protein byla vybrána lidská karbonická anhydrasa, jejíž struktura je velice dobře prostudována. Modifikovaný protein byl analyzován přístupem bottom up pomocí kombinace kapalinové chromatografie a tandemové hmotnostní spektrometrie s...

Mass spectrometry techniques are very important and useful tool in studying of protein structure. One of these techniques is the covalent labeling of proteins. The covalent labeling can be used for determination of the accessibility of protein surface and their dynamics in general. Although a lot of reagents have already been developer for this method, most of them are limited by their ability to selectively react with only some of amino acids, mostly lysine, arginine or tyrosine, and non-selective methods such as fast photochemical oxidation of proteins are very demanding and costly. Therefore, there is still a endeavor to develop new methods of covalent labeling. This new method could be trifluoromethylation, which is increasingly used in the modification of organic molecules, and whose potential we have decided to study. In this work we used a new group of formally electrophilic agents, which is formed on the basis of a cyclic hypervalent iodide nucleus. This group so-called Togni reagents was used as a tool for radical protein labeling. Since the structure was well characterized by X-ray, NMR and MS, the human carbonic anhydrase has been selected as a model protein. The modified protein was analyzed by a bottom up approach using a combination of liquid chromatography and high resolution tandem...