Photoaffinity labeling of heme proteins with chemically modified prosthetic groups
Final Report Abstract
Im Rahmen der PROTRAIN-Forschergruppe entwickelten wir eine neue, verlässliche Synthese des Pterin-Derivats Dephospho Form A, welches für die Quantifizierung des Molybdän-Kofaktors in Moco-haltigen Enzymen durch HPLC/UV/Fluoreszenz-Analyse genutzt wird. Unsere Synthese überwindet einen wichtigen Engpass bei der Erforschung Mocohaltiger Enzyme und baut das Pterin-Gerüst ausgehend von 3-Aminopyrazin-2-carbonsäure auf. Es erwies sich als günstig, vor Aufbau des Pterin-Gerüsts zu alkinylieren. Die beste Variante benötigt nur sieben Stufen und liefert eine Gesamtausbeute von ca. 10%. In Kooperation mit Dr. Tobias Kruse (Institut für Planzenbiologie, TU Braunschweig) erwies sich die synthetisierte Verbindung als identisch mit dem aus der Moco-Dimer-Domäne der gereinigten rekombinanten Nitratreduktase aus Neurospora crassa isolierten Material. Der zweite Teil des Projekts erforscht zur Photoaffinitätsmarkierung nutzbare funktionale Einheiten, die für die Analyse der Insertion entsprechend funktionalisierte Kofaktoren in Apoenzyme nützlich sein könnten. Nachdem klar geworden war, dass sich Diazirin-basierte photoreaktive Gruppen unter protischen Bedingungen wie Carbeniumionen verhalten, konzentrierten wir uns auf die Erforschung neuer Photochemie auf Basis von 2-Azidobenzimidazol. Es wurde entdeckt, dass 2-Azidobenzimidazol-Derivate bei Bestrahlung in Gegenwart von Carbonsäuren regioselektiv 6-Acyloxy-2-aminobenzimidazole in hoher Ausbeute liefern. Dies wurde für die Photoarylierung Boc-geschützter proteinogener Aminosäuren und kleiner Peptide genutzt. Die neuartige Reaktion könnte wichtig als Werkzeug der Chemischen Biologie werden.
Publications
- "L-Phototryptophan", Eur. J. Org. Chem. 2013, 1649-1652
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B. Raimer, T. Wartmann, P. G. Jones, T. Lindel
(See online at https://doi.org/10.1002/ejoc.201402354) - "Water-compatible photoarylation of amino acids and peptides", Chem. Eur. J. 2014, 20, 10223-10226
A. Sudakow, U. Papke, T. Lindel
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