Ein zur Basenkatalyse befähigtes Ligationsauxiliar ermöglicht die cysteinfreie native chemische Ligation an anspruchsvollen Verknüpfungsstellen

Abstract

Ligationsauxiliare werden in der chemischen Proteinsynthese eingesetzt, um den Anwendungsbereich der nativen chemischen Ligation (NCL) über Cystein hinaus zu erweitern. An sterisch anspruchsvollen Ligationsstellen erweisen sich Auxiliar‐vermittelte Ligationen allerdings als schwierig. Oft akkumuliert das im Thiolaustauschschritt der NCL gebildete Thioester‐Intermediat, da der anschließende S→N‐Acyltransfer nur sehr langsam abläuft. In dieser Arbeit stellen wir die 2‐Mercapto‐2‐(pyridin‐2‐yl)ethyl (MPyE)‐Gruppe als das erste Auxiliar vor, welches in der Lage ist, die Ligationsreaktion durch interne Katalyse zu unterstützen. Bemerkenswerterweise liefert das MPyE‐Auxiliar auch dann nützliche Reaktionsraten, wenn Prolin oder eine β‐verzweigte Aminosäure an der Verknüpfung beteiligt sind. Quantenchemische Rechnungen deuten darauf hin, dass der Pyridin‐Stickstoff im geschwindigkeitsbestimmenden Protonentransferschritt als eine intramolekulare Base agiert. Das Auxiliar wird in nur zwei Schritten hergestellt und durch reduktive Alkylierung in das Peptid eingeführt. Die Abspaltung des Auxiliars erfolgt durch Behandlung mit TCEP/Morpholin in Gegenwart eines MnII‐Komplexes als Radikalstarter. Die Synthese eines de novo designten 99mer‐Peptids und eines 80 Aminosäuren langen MUC1‐Peptids demonstrieren die Nützlichkeit des MPyE‐Auxiliars.