タンパク質表面上の官能基の反応性：タンパク質標識のエポキシドプローブの発達

エポキシド反応基に基づいたタンパク質標識の新しいアフィニティプローブの開発を提示します。系統的なスクリーニングは、エポキシド機能が安定性と反応性の特別な組み合わせを持っていることが明らかになり、溶液中のタンパク質に向かって安定しますが、活性部位の外側のタンパク質表面（近接誘導反応性）で反応性があります。精製されたHCA II（ヒト炭酸脱水酵素II）の非常に効率的で選択的な標識が達成されました。たとえば、2等式のエポキシドプローブ9は、HCA IIのほぼ定量的標識（> 90％の収率、20時間の反応時間）に十分でした。標識されたタンパク質のMS分析により、1等式のプローブが付着し、標識が活性部位の外側の単一残基（彼の64）で発生したことが明らかになりました。重要なことに、エポキシドプローブ9は、単純なタンパク質混合物と細胞抽出物の両方でHCA IIを選択的に標識しました。化学的洞察と多くのエポキシド含有天然産物との関連性に加えて、この研究はタンパク質標識の新しい親和性プローブの開発において有望なリードを生み出しました。

We present the development of new affinity probes for protein labeling based on an epoxide reactive group. Systematic screening revealed that an epoxide functionality possesses the special combination of stability and reactivity which renders it stable toward proteins in solution but reactive on the protein surface outside the active site (proximity-induced reactivity). Highly efficient and selective labeling of purified HCA II (human carbonic anhydrase II) was achieved. For instance, 2 equiv of epoxide probe 9 was sufficient for nearly quantitative labeling of HCA II (>90% yield, 20 h reaction time). MS analysis of the labeled protein revealed that 1 equiv of the probe was attached and that labeling occurred at a single residue (His 64) outside the active site. Importantly, epoxide probe 9 selectively labeled HCA II both in simple protein mixtures and in cellular extracts. In addition to the chemical insight and its relevance to many epoxide-containing natural products, this study generated a promising lead in the development of new affinity probes for protein labeling.