Ein chemischer Weg zu neuen Proteinen – Templat‐assoziierte synthetische Proteine (TASP)

Mutter, Manfred; Vuilleumier, Stéphane

doi:10.1002/ange.19891010504

Cited by 104 publications

(28 citation statements)

References 282 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The template-assembled synthetic proteins (TASP) concept introduced by Mutter and Vuilleumier [6] proposes the use of topological templates as structure-supporting scaffolds, and was applied also to the assembly of a construct with three receptor loops. [7] As no experimental data are available on the topology of class B receptors, we initially placed no structural restrictions on the receptor model, but rather designed the template to allow a high degree of flexibility for the domains.…”

Section: Dedicated To Professor Louis a Carpino On Occasion Of His 8mentioning

confidence: 99%

Synthesis of Protein Mimics with Nonlinear Backbone Topology by a Combined Recombinant, Enzymatic, and Chemical Synthesis Strategy

Pritz¹,

Kraetke²,

Klose³

et al. 2008

Angew Chem Int Ed

View full text Add to dashboard Cite

Dedicated to Professor Louis A. Carpino on occasion of his 80th birthdayThe development of powerful methods for protein synthesis provides new ways to understand protein function, either by regioselective incorporation of modified amino acids as physical probes into natural proteins or de novo protein design to mimic some of the structural and functional properties of native proteins. Expressed protein ligation and protein trans splicing have emerged as efficient semisynthetic approaches for the preparation of engineered proteins with normal linear backbone structure.[1] However, the access to engineered proteins with an unnatural, multiply branched, and multicyclic backbone topology requires combinations of recombinant, enzymatic, and chemical synthesis (CRECS). Such proteins with nonlinear backbone topology which mimic extracellular binding domains (ECDs) of G protein-coupled receptors (GPCRs) may provide valuable insight into binding mechanisms of biologically important peptide ligands.GPCRs are targeted by most pharmaceuticals today, [2] but understanding how ligands bind to GPCRs at the molecular level is still hampered by a lack of high-resolution structural information. The extracellular domains of peptide receptors, namely the receptor N-terminus (ECD1) and the three loops (ECD2, 3, 4), often play a crucial role for ligand binding. Soluble nonglycosylated ECD1 of the corticotropin-releasing factor receptor type 1 (CRF 1 ), which belongs to the B1 subfamily of GPCRs, has been reported to be the major site of ligand interaction, as it shows high affinity to the natural peptide agonist urocortin 1 and the peptidic antagonist astressin.[3] Interestingly, we observed no binding of such a soluble ECD1 of CRF 1 to 125 I-labeled sauvagine, [4] another natural peptide agonist that binds like urocortin 1 with high affinity to wild-type CRF receptors.[5] This finding is indicative of a different contribution of the extracellular loops to high-affinity binding of the full-length receptor to the two ligands. To address this question, and to demonstrate the potential of a CRECS strategy with the first preparation of a protein mimic consisting of the four ectodomains of a GPCR, we synthesized such a mimic of CRF 1 , and determined the binding behavior of this receptor mimic for urocortin 1 and sauvagine.The template-assembled synthetic proteins (TASP) concept introduced by Mutter and Vuilleumier [6] proposes the use of topological templates as structure-supporting scaffolds, and was applied also to the assembly of a construct with three receptor loops. [7] As no experimental data are available on the topology of class B receptors, we initially placed no structural restrictions on the receptor model, but rather designed the template to allow a high degree of flexibility for the domains. Thus, it could be determined whether self-organization is possible in the construct by specific interactions between each other. Our primary efforts were aimed at developing a simple strategy for preparing single receptor domains (the cyc...

show abstract

Section: Dedicated To Professor Louis a Carpino On Occasion Of His 8mentioning

confidence: 99%

Synthesis of Protein Mimics with Nonlinear Backbone Topology by a Combined Recombinant, Enzymatic, and Chemical Synthesis Strategy

Pritz¹,

Kraetke²,

Klose³

et al. 2008

Angew Chem Int Ed

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Dies liegt daran, daD der durchschnittliche pK-Wert der Histidinreste in der Mutante von 7.6 (Wildtyp) auf 7.1 gesenkt wurde (siehe auch Ab- Im allgemeinen verringern gentechnologisch erzeugte oder naturliche Mutationen die Stabilitat eines Proteins, aber in einigen Fallen fiihrt der Austausch einer bestimmten Aminosaure zu einer starken Erhohung der Konformationsstabilitat. Das ist fur biotechnologische Anwendungen von grol3em Interesse, die oft zum Ziel haben, ein Protein so stabil wie moglich zu machen [112][113][114][115]. In der Barnase-Mutante Alal4Leu sind T, urn 12 K und AG(H,O) um 4.8 kcal mol ~ erhoht[711, und in Cytochrom c steigt T, bei der Asn57Ile-Mutante um 17 K und AG(H,O) ebenfalls um 4.8 kcal mol-I, bezogen auf das W i l d t y p -P r~t e i n I~~~.…”

Section: Disulfidbriicken Stabilisieren Rnase T1 Durch Erhohung Der Funclassified

Ribonuclease T1: Struktur, Funktion und Stabilität

et al. 1991

View full text Add to dashboard Cite

In lebenden Organismen erfullen Proteine die wichtigsten und schwierigsten Aufgaben. tlierfur miissen sie oft spezifisch mit weiteren kleinen oder groBen Molekulen zusarnrnenwirken. Dies erfordert, daB sie sich in eine globulire Struktur falten, in der sie ihre jeweilige Funktion erfiillen konnen; bei Enzymen z. B. wird durch die Faltung das aktive Zentrum konstituiert. Dieser enge Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion fuhrte dazu, daB Faltungsweise und Faltungsstruktur der Proteine als das ,,Geheimnis des Lebens" angesehen werden. Biocherniker und Chemiker haben ein groBes Interesse an der Aufklarung des Mechanismus der Proteinfaltung. Wire das ,,Proteinfaltungsproblem" gelost. konnte man aus der Aminosauresequenz eines Proteins die bei der Faltung entstehende Struktur und ihre Stabilitit voraussagen. Es ist heute moglich, Proteine herzustellen, die sich in einer oder mehreren Aminosauren unterscheiden. Die Aufklarung ihrer dreidimensionalen Struktur durch Rontgenkristallographie und NMR-Spektroskopie trigt wesentlich zum Verstindnis der Faltung und der Stabilitat der Struktur von Proteinen bei. Aus diesem Grund werden gegenwartig mehrere Proteine rnit dieser Methodik eingehend untersucht. Eines davon ist das Enzym Ribonuclease T1.

show abstract

“…[325] Im Unterschied dazu benötigt ein weiter bekannter Agonist, Sauvagin, den gesamten CRF1-Rezeptor, um hochaffin zu binden, was impliziert, dass die drei Schleifen (ECD 2-4) eine wichtige Rolle bei der Bindung dieses Liganden spielen. [326] Um diese Vermutung näher zu untersuchen, wurden die Bindedomänen ECD 1-4 nacheinander auf ein synthetisches Peptidtemplat [327] Eine andere Strategie, die als kinetisch kontrollierte Ligation bezeichnet wird, wurde von Kent und Mitarbeitern entwickelt. [328] Dieses Verfahren nutzt die unterschiedlichen Reaktivitäten von Alkyl-und Arylthiolen für konvergente Proteinsynthesen.…”

Section: Strategien Zur Ligation Multipler Fragmenteunclassified

“…Die Anwendbarkeit dieses Verfahrens wurde am Beispiel der konvergenten Synthese der Proteine Crambin und Lysozym demonstriert (Schema 44). [327,330] In letzterem Falle wurde das 130 Aminosäuren umfassende Lysozym aus vier Fragmenten hergestellt. Das gefaltete synthetische Enzym zeigte volle enzymatische Aktivität und seine Röntgenkristallstruktur war identisch mit der des biologisch produzierten Lysozyms.…”

Section: Strategien Zur Ligation Multipler Fragmenteunclassified

Chemoselektive Ligations‐ und Modifikationsstrategien für Peptide und Proteine

2008

View full text Add to dashboard Cite

Die Untersuchung biologischer Fragestellungen mit chemischen Methoden wird meist als “Chemische Biologie” bezeichnet und setzt voraus, dass biologisch relevante Makromoleküle, wie Peptide und Proteine, chemisch zugänglich sind. Auf der Festphasensynthese von Peptiden aufbauend wurden viele chemoselektive Ligations‐ und Modifikationstechniken zur Verknüpfung synthetischer Peptide oder funktionaler Einheiten zu größeren synthetischen, biologisch relevanten Makromolekülen entwickelt. Dieser Aufsatz fasst die aktuellen Entwicklungen auf dem Gebiet der chemoselektiven Ligations‐ und Modifikationsstrategien zusammen und illustriert ihre Anwendbarkeit an Beispielen aus der chemischen Totalsynthese von Proteinen bis hin zur Semisynthese natürlicher modifizierter Proteine.

show abstract

Ein chemischer Weg zu neuen Proteinen – Templat‐assoziierte synthetische Proteine (TASP)

Abstract: In memoriam Emil Thomas Kaiser

Cited by 104 publications

References 282 publications

Synthesis of Protein Mimics with Nonlinear Backbone Topology by a Combined Recombinant, Enzymatic, and Chemical Synthesis Strategy

Synthesis of Protein Mimics with Nonlinear Backbone Topology by a Combined Recombinant, Enzymatic, and Chemical Synthesis Strategy

Ribonuclease T1: Struktur, Funktion und Stabilität

Chemoselektive Ligations‐ und Modifikationsstrategien für Peptide und Proteine

Contact Info

Product

Resources

About