A Three‐Component Organometallic Tyrosine Bioconjugation

Abstract

Metal-based bioconjugation linkages represent a little-studied approach to protein functionalization that provides novel reactivity, stability, and function. Described is an organometallic bioconjugation, employing rhodium(III) salts, to link boronic acids with tyrosine residues by an arene complex. Both peptides and proteins are amenable to the mild bioconjugation in aqueous media, allowing incorporation of useful functionalities, such as affinity handles or fluorophores. Because of the metastability of the inorganic linkage, the conjugates are susceptible to cleavage by nucleophilic redox mediators but are stable toward typical biological conditions.

Chemical Methods for Selective Labeling of Proteins

“…Later, palladium mediated alkylation of Tyr was found to result in moderate selectivity . Ball and co‐workers reported the chemoselective coupling of a tyrosine residue in a protein with boronic acid in the presence of a Rh complex (Scheme b) . These results establish tyrosine as a promising residue for further exploration.…”

Recent Developments in Metal‐Catalyzed Bio‐orthogonal Reactions for Biomolecule Tagging

“…[16] Modifications of model peptides containing tyrosine by using boronate reagents were examined to validate (h 6 -arene)r hodiumc omplexes, and ortho-carboxamide-substituted boronic acid has shown high reactivity toward tyrosine. [16] Modifications of model peptides containing tyrosine by using boronate reagents were examined to validate (h 6 -arene)r hodiumc omplexes, and ortho-carboxamide-substituted boronic acid has shown high reactivity toward tyrosine.…”

Metallvermittelte Funktionalisierung natürlicher Peptide und Proteine: Biokonjugation mit Übergangsmetallen

“…Boronatkupplung an Glp;His-gerichtet [98] Cu eGFP (27) Chan-Lam-Kupplung mit Arylboronsäuren [104] Cu 12-mer-Peptid (1) 3.3 TrpC -H-Arylierung mit Aryliodinium-Reagenzien [71] Pd 3-mer-Peptid (1) 3.1 TrpM etallcarbeninsertion mit Diazoacetaten [127] Rh Myoglobin (17) 4 TrpM etallierung: h 6 -Komplexierung an Arene [184] Ru 26-mer-Peptid (3) 5.3 TrpC -H-Ethinylierung mit einem Alkinyliod(III)-Reagenz [89] Au Myoglobin (17) 3.2 TyrO xidative Kupplung über ein cyclisches Diazen [40] Fe Antikçrper (150) 2.3 Tyr [e] Oxidative Kupplung über ein Tyrosylradikal [21,22] Ni, Ru gp32 ( [185,186] Rh, Ru 10-mer-Peptid (1) 5.3 TyrM etallierung: Dreikomponentenkupplung mit Arylboronsäuren [187] Rh Herceptin( 148) 5.4 Amid-N-H Rückgrat-N-H-Kupplung mit Boronsäuren;H is-gerichtet [96] Cu Lysozym (14) 3.3…”

“…Interessanterweise war der Ru(Cp)-Marker robust genug,e inen Tr ypsinaufschluss zu überleben, konnte aber durch UV-Strahlung in Gegenwart eines Oxidationsmittels entfernt werden. [187] Die Reaktion an Ty rosinseitenketten wurde in Gegenwart von Arylboronsäuren sowie eines einfachen Rhodiumsalzes,n amentlich RhCl 3 ,b eobachtet (Abbildung 29 a). [186] Unter leicht sauren Bedingungen (pH 5.0-5.5) war die selektive Modifikation an Ty rosin mçglich, die sich sogar in Gegenwart von Tryptophanseitenketten vollzieht.…”

“…Oxidative Kupplung über ein Tyrosylradikal [21,22] Ni, Ru gp32 ( [185,186] Rh, Ru 10-mer-Peptid (1) 5.3 TyrM etallierung: Dreikomponentenkupplung mit Arylboronsäuren [187] Rh Herceptin( 148) 5.4 Amid-N-H Rückgrat-N-H-Kupplung mit Boronsäuren;H is-gerichtet [96] Cu Lysozym (14) 3.3…”