Orthogonale photolabile SH-Schutzgruppen in der Proteinsynthese
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Es wurde eine Serie von gut wasserlöslichen photolabilen Schutzgruppen für die Thiol-Funktion von Cysteinderivaten eingeführt. Die Schutzgruppen, vorrangig a-carboxysubstituierte 2-Nitrobenzyl- und Cumarinylmethoxycarbonyl-Chromophore konnten in Abhängigkeit von der Struktur des Chromophors durch Bestrahlung mit Licht im Wellenlängenbereich von 300 bis 440 nm abgespalten werden und ausgewählte binäre Mischungen von unterschiedlich S-geschützten Cysteinderivaten Hessen sich mit hoher Selektivität und Effizienz wellenlängenselektiv photochemisch deblockieren. Die gezielte wellenlängenselektive Freisetzung der Thiolgruppen gelang auch intramolekular an den beiden mit photolabilen Gruppen geschützten Cysteinresten im Modellpeptid Resact. Allerdings ist die Abfolge der Photospaltung vorgegeben, zuerst muss die langwellig absorbierende Schutzgruppe angeregt werden, wobei die Cumarinylmethoxycarbonyl-Schutzgruppen nur als langwellig absorbierende Chromophore eingesetzt werden können. Die im Rahmen des Projektes entwickelten Thiol-Schutzgruppen bieten nicht zuletzt wegen der löslichkeitsvermittelnden Substituenten sehr gute Voraussetzungen für den Einsatz als Caging-Gruppen in biologischen Experimenten. Diese verbesserte Wasserlöslichkeit in Kombination mit gesteigerter Photolyseeffizienz bietet auch gute Voraussetzungen für Anwendungen in Ligationsverfahren zur Synthese von Proteinen, insbesondere bei Verwendung der sehr sauber photolysierbaren Cumarinyl-Thiocarbonate. Deren Anwendung setzt aber die Vermeidung von Bedingungen (basisches Milieu) für einen schnellen S-S- und S-N-Acyltransfer voraus. In die im Rahmen des Projektes ausgearbeiteten Strategien zur Chemosynthese einer Rezeptordomäne und des yß2-Mikroglobulins mittels nativer chemischer Ligation war eine Anwendung eben wegen der dabei notwendigerweise schwach basischen Bedingungen nicht möglich. Da die Photospaltung weitgehend orthogonal zu chemisch abspaltbaren S-Schutzgruppen ist, bietet sie darüber hinaus Möglichkeiten zur Erweiterung der gezielten Disulfidbildung in Peptiden mit komplexen Disulfidstrukturen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A new photolabile carboxyl protecting group for native chemical ligation. Tetrahedron Lett. 49, 85-87 (2008)
B. Briand, N. Kotzur, V. Hagen, M. Beyermann
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{7-[Bis(carboxymethyl)amino]coumarin-4-yl}methoxycarbonyl derivatives for photorelease of carboxylic acids, alcohols/phenols, thioalcohols/thiophenols, and amines. Chem. Eur. J. 14, 1621-1627 (2008)
V. Hagen, B. Dekowski, N. Kotzur, R. Lechler, B. Wiesner, B. Briand, M. Beyermann
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Competition between photocleavage and photodecarboxylation in photolysis of S-(a-carboxy-2-nitrobenzyl)protected cysteine derivatives. Chem. Commun., 3255-3257 (2009)
N. Kotzur, B. Briand, M. Beyermann, V. Hagen
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Wavelength-selective photoactivatable protecting groups for thiols. J. Amer. Chem. Soc. H i , 16927-16931 (2009)
N. Kotzur, B. Benoit, M. Beyermann, V. Hagen
