二硫鍵修飾

二硫鍵是很多蛋白質立體結構中不可或缺的組成部分。我們幾乎可以在所有的胞外肽類和蛋白質分子中發(fā)現(xiàn)這些共價鍵。

當一個半胱氨酸的硫原子與位于蛋白質不同位置的另一半胱氨酸的硫原子形成共價單鍵時，一個二硫鍵就形成了。這些

鍵有助于穩(wěn)定蛋白質，特別是那些從細胞中分泌的蛋白質。

一個二硫鍵的有效形成涉及多方面，包括對半胱氨酸的恰當管理、對該氨基酸殘基的保護、保護基團的脫除方法和配對

方法等。

合生生物具有成熟的二硫鍵成環(huán)技術，如果多肽中只含有1對Cys，那二硫鍵的形成是簡單的。多肽經(jīng)固相或液相合成，

然后在pH8-9的溶液中進行氧化。

當需要形成2對或2對以上的二硫鍵時，合成過程則相對復雜。盡管二硫鍵的形成通常是在合成方案的后面階段完成，

但有時引入預先形成的二硫化物是有利于連合或延長肽鏈的。合生生物使用很廣泛的Cys的保護基團有Bzl、Meb、Mob、

tBu、Trt、Tmob、TMTr、 Acm、Npys等。我們擅長二硫鍵多肽合成包含：

1. 分子內(nèi)兩對二硫鍵形成，分子間兩對二硫鍵形成

2. 分子內(nèi)三對二硫鍵形成，分子間三對二硫鍵形成

3. 類胰島素多肽合成，不同肽序間兩對二硫鍵形成

4. 三對二硫鍵多肽合成

經(jīng)典案例

Sequence:DC*TSHNGAC*NHHSHC*C*SNVC*NTWAHLC*T

Disulfide:Cys2-Cys16；Cys9-Cys20；Cys15-Cys27

為什么半胱氨基（Cys)如此特殊?

※ Cys的側鏈有一個非常活躍的反應性巰基。此基團中的的氫原子可很容易地被自由基和其他基團取代，因而易與其他分

子形成共價鍵。

※ 二硫鍵是許多蛋白質三維結構中的重要組成部分。二硫橋鍵可降低肽的彈性、增加剛度，并減少潛在構象的數(shù)量。這

樣的構象限制對生物活性和結構穩(wěn)定性來說是至關重要的。它的替換對蛋白質的整體結構來說將可能是戲劇性的。

※ 疏水性氨基酸如Leu、Ile、Val是螺旋的穩(wěn)定劑。因為即使半胱氨酸沒有形成二硫鍵也可以使α螺旋穩(wěn)定。即如果所有的

半胱氨酸殘基處于還原態(tài)（-SH，攜帶自由巰基），高百分比的螺旋片段將有可能。

※ 半胱氨酸形成的二硫鍵對三級結構的穩(wěn)定來說是持久的。在大多數(shù)情況下，鍵間的S-S橋對形成四級結構是必須的。有

時形成二硫鍵的半胱氨酸殘基在一*級結構中相距甚遠。

※ 二硫鍵的拓撲是分析蛋白質一*級結構同源性的基礎。位于同源蛋白的半胱氨酸殘基是非常保守的。僅色氨酸在統(tǒng)計學

上比半胱氨酸更為保守。

※ 半胱氨酸位于巰基酶催化部位的中心。半胱氨酸可直接與底物形成酰基中間體。還原形態(tài)作為“巰基緩沖器”維持著

蛋白中的半胱氨酸處于還原態(tài)。在低的pH值時，平衡偏向還原態(tài)，-SH形式，而在堿性環(huán)境下，-SH更傾向于被氧化，

形成-SR，而 R是除氫原子外的任何物質。

※ 半胱氨酸也可作為解毒性與過氧化氫和有機過氧化物反應。

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