El empleo de la estrategia de hidrazida nativo basado ligadura química y asistida por microondas de la síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS), se logró la síntesis de las ocho formas de di-ubiquitina (lineal, K6/K11/K27/K29/K33/K48/K63 vinculados a di-ubiquitina). También hemos logrado sintetizar el tri-ubiquitina y tetra-ubiquitina.

Tomando K27-vinculado di-ubiquitina como un ejemplo, un ácido trifluoroacético (TFA)-lábil 1-(2,4-dimetoxifenil)-2-mercaptoethyl auxiliar (Aux) fue empleado para permitir la construcción de la isopeptídicos de bonos. El K27-vinculado diUb que contiene 152 los aminoácidos se dividen en cuatro péptido segmentos, a saber, la Ub[Cys(Acm)46-Gly75]-NHNH2 (1), Ub[Met1-Lys(Aux-Gly)27-Phe45]-NHNH2 (2), Ub[Met1-Phe45]-NHNH2 (5) y Ub[Cys46-Gly76] (7). Ala46 de cada unidad Ub fue temporalmente mutado a Cys como la ligadura de sitio. Gly76 de la porción distal de la Ub fue incorporado a 2 a través del bloque de construcción glycyl auxiliar. Un acetamidomethyl (Acm) de grupo se utiliza para proteger el grupo tiol de la N-terminal de la Cys de segmento 1 para evitar la oligomerización o auto-ciclación. La síntesis se inició con la ligadura de 1 y 2 para producir 3 con el específico Lys27 ligada isopeptídicos de bonos. La Acm y Aux grupos fueron retirados para permitirse el lujo de 4. Después de dos pasos de reacciones de ligación, la desulfuración se llevó a cabo para convertir todos los residuos de Cys de nuevo a los nativos Ala residuos. El péptido de longitud completa 8 fue obtenida en un 50 mg escala con un rendimiento global del 4,5% (Figura 1).

Figura 1. La ruta de síntesis de K27-vinculado di-ubiquitina

Referencia:

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1.Pan, M. et al. Quasi-Racemic X-ray Structures of K27-Linked Ubiquitin Chains Prepared by Total Chemical Synthesis. Journal of the American Chemical Society138, 7429-7435, doi:10.1021/jacs.6b04031 (2016).

2.  Gao, S. et al. Monomer/Oligomer Quasi-Racemic Protein Crystallography. Journal of the American Chemical Society138, 14497-14502, doi:10.1021/jacs.6b09545 (2016).

3. Liang, J. et al. Chemical Synthesis of Diubiquitin-Based Photoaffinity Probes for Selectively Profiling Ubiquitin-Binding Proteins. Angewandte Chemie56, 2744-2748, doi:10.1002/anie.201611659 (2017).