光触媒チオール - エン反応：タンパク質の高速、選択的、可逆的な常磁性タグ付けを生成する新しいタグ

生体分子構造を解明および改良するために、タンパク質リガンドの相互作用を特徴付けるために、過去30年間、生体分子NMRで常磁性拘束が使用されてきました。（常磁性）金属を自然に含まないタンパク質にそのような拘束を生成する一般的な手法は、ランタニド結合タグ（LBT）のタンパク質への付着にあります。このようなLBTを設計するには、共役の効率と安定性、複合体のジオメトリ（立体構造交換と協調）、およびリガンドの化学的不活性を考慮することが重要です。ここでは、タンパク質のシステイン選択的常磁性タグ付けに対する光触媒チオール - エン反応について説明します。モデルとして、タグを高速かつ不可逆的な方法でタグに取り付けるために使用されたビニールピリジン部分を備えたLBTを設計しました。私たちのTAG T1は、異なるランタニドで有意なサイズの磁気感受性テンソルを生成し、NMRおよび弛緩測定測定を使用して特徴付けられています。

Paramagnetic restraints have been used in biomolecular NMR for the last three decades to elucidate and refine biomolecular structures, but also to characterize protein-ligand interactions. A common technique to generate such restraints in proteins, which do not naturally contain a (paramagnetic) metal, consists in the attachment to the protein of a lanthanide-binding-tag (LBT). In order to design such LBTs, it is important to consider the efficiency and stability of the conjugation, the geometry of the complex (conformational exchanges and coordination) and the chemical inertness of the ligand. Here we describe a photo-catalyzed thiol-ene reaction for the cysteine-selective paramagnetic tagging of proteins. As a model, we designed an LBT with a vinyl-pyridine moiety which was used to attach our tag to the protein GB1 in fast and irreversible fashion. Our tag T1 yields magnetic susceptibility tensors of significant size with different lanthanides and has been characterized using NMR and relaxometry measurements.