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Suberato de bisulfosuccinimidilo

El suberato de bissulfosuccinimidilo (BS3) es un agente de reticulación utilizado en la investigación biológica. Es una versión soluble en agua del suberato de disuccinimidilo . [1]

Agentes reticulantes

Los reticulantes son reactivos químicos que desempeñan un papel crucial en la preparación de conjugados utilizados en la investigación biológica, en particular en inmunotecnologías y estudios de proteínas. Los reticulantes están diseñados para interactuar de forma covalente con las moléculas de interés, lo que da como resultado la conjugación. [2] Un brazo espaciador, que generalmente consta de varios átomos, separa las dos moléculas, y es importante tener en cuenta la naturaleza y la longitud de este espaciador al diseñar un ensayo que involucre al reticulante seleccionado. El suberato de bissulfosuccinimidilo es un ejemplo de un reticulante homobifuncional. [3]

Características

Soluble en agua: el BS3 es hidrófilo debido a sus sustituyentes sulfonilo terminales y, como resultado, se disocia en agua, lo que elimina la necesidad de utilizar solventes orgánicos que interfieren con la estructura y función de las proteínas. [4] Debido a que no es necesario utilizar solventes orgánicos cuando se utiliza el BS3 como agente de reticulación, es ideal para investigaciones sobre la estructura y función de las proteínas en condiciones fisiológicas. [5] [3]

No escindible: el reticulante BS3 tiene un espaciador de 8 átomos que no es escindible y la molécula no es permeable a la membrana celular. BS3 se une de manera irreversible a sus moléculas conjugadas, lo que significa que una vez que BS3 crea enlaces covalentes con sus moléculas objetivo, esas asociaciones no se rompen fácilmente. [6]

Membrana impermeable: dado que BS3 es una molécula cargada, no puede pasar libremente a través de las membranas celulares, lo que la convierte en un reticulante ideal para las proteínas de la superficie celular. [7]

Homobifuncional: BS3 es un reticulante homobifuncional ya que tiene dos grupos reactivos idénticos, es decir, los ésteres de N -hidroxisulfosuccinimida (sulfo-NHS), y solo es necesario un paso para establecer la reticulación entre las moléculas conjugadas. [8]

Reactivo con aminas: BS3 es reactivo con aminas en el sentido de que sus ésteres de N -hidroxisulfosuccinimida (NHS) en cada extremo reaccionan específicamente con aminas primarias para formar enlaces amida estables en una reacción de tipo sustitución de acilo nucleofílica en la que la N -hidroxisulfosuccinimida actúa como grupo saliente. [9] BS3 es particularmente útil en aplicaciones relacionadas con proteínas en el sentido de que puede reaccionar con las aminas primarias en la cadena lateral de residuos de lisina y el extremo N de las cadenas polipeptídicas. [10] Este reticulante también se puede utilizar para estabilizar las interacciones proteína-proteína para su posterior análisis mediante inmunoprecipitación [11] o espectrometría de masas de reticulación. [12]

BS3 deuterado

El agente reticulante deuterado bis(sulfosuccinimidilo) 2,2,7,7-suberate-d4 es el agente reticulante BS3 "pesado" que contiene 4 átomos de deuterio. Cuando se utiliza en estudios de espectrometría de masas , BS3-d4 proporciona un desplazamiento de 4 daltons en comparación con las proteínas reticuladas con el análogo no deuterado (BS3-d 0 ). [13] Por lo tanto, los análogos de reticulantes "pesados" y "ligeros" se pueden utilizar para el marcado isotópico de proteínas y péptidos en aplicaciones de investigación de espectrometría de masas. [14]

Aplicaciones

Suberato de disuccinimidilo

El suberato de disuccinimidilo (DSS) es el análogo no soluble en agua del BS3. El DSS y el BS3 expresan la misma capacidad de reticulación hacia las aminas primarias. [16] La principal diferencia estructural entre estas dos moléculas es que el DSS no contiene los sustituyentes de sulfonato en ninguno de los extremos de la molécula, y es esta diferencia la responsable de la naturaleza no polar y sin carga de la molécula de DSS. [17] Debido a la naturaleza hidrofóbica de este agente de reticulación, debe disolverse en un disolvente orgánico como el dimetilsulfóxido antes de agregarse a una muestra acuosa. Debido a la capacidad del DSS de atravesar las membranas celulares, es más adecuado para aplicaciones en las que se necesita reticulación intracelular. [18]

Estructura química del suberato de disuccinimidilo

Referencias

  1. ^ Shi, Jing-Ming; Pei, Jie; Liu, En-Qi; Zhang, Lin (2017). "Análisis de reticulación del suberato de bis(sulfosuccinimidilo) (BS3) del comportamiento del péptido amiloide-β en solución y en membranas de fosfolípidos". PLOS ONE . ​​12 (3): e0173871. Bibcode :2017PLoSO..1273871S. doi : 10.1371/journal.pone.0173871 . ISSN  1932-6203. PMC  5360245 . PMID  28323849.
  2. ^ Arora, Bharti; Tandon, Rashmi; Attri, Pankaj; Bhatia, Rohit (2017). "Enlace cruzado químico: papel en la ciencia de proteínas y péptidos". Ciencia actual de proteínas y péptidos . 18 (9): 946–955. doi :10.2174/1389203717666160724202806. ISSN  1875-5550. PMID  27455969.
  3. ^ ab Shao, Jiahui (2016), "Longitud del brazo espaciador", en Drioli, Enrico; Giorno, Lidietta (eds.), Enciclopedia de membranas , Berlín, Heidelberg: Springer, págs. 1805-1806, doi :10.1007/978-3-662-44324-8_1244, ISBN 978-3-662-44324-8, consultado el 31 de diciembre de 2022
  4. ^ Verma, Vishal; Rico-Martinez, Roberto; Kotra, Neel; King, Laura; Liu, Jiumeng; Snell, Terry W.; Weber, Rodney J. (16 de octubre de 2012). "Contribución de los componentes solubles e insolubles en agua y sus subfracciones hidrofóbicas/hidrofílicas al potencial de generación de especies reactivas de oxígeno de los aerosoles ambientales finos". Environmental Science & Technology . 46 (20): 11384–11392. Bibcode :2012EnST...4611384V. doi :10.1021/es302484r. ISSN  1520-5851. PMID  22974103.
  5. ^ Ukai, H.; Inui, S.; Takada, S.; Dendo, J.; Ogawa, J.; Isobe, K.; Ashida, T.; Tamura, M.; Tabuki, K.; Ikeda, M. (1997). "Tipos de disolventes orgánicos utilizados en industrias de pequeña y mediana escala en Japón; una encuesta de campo a nivel nacional". Archivos internacionales de salud ocupacional y ambiental . 70 (6): 385–392. Bibcode :1997IAOEH..70..385U. doi :10.1007/s004200050233. ISSN  0340-0131. PMID  9439984. S2CID  46697306.
  6. ^ Dorywalska, Magdalena; Strop, Pavel; Melton-Witt, Jody A.; Hasa-Moreno, Adela; Farias, Santiago E.; Galindo Casas, Meritxell; Delaria, Kathy; Lui, Victor; Poulsen, Kris; Sutton, Janette; Bolton, Gary; Zhou, Dahui; Moine, Ludivine; Dushin, Russell; Tran, Thomas-Toan (2015). "Degradación dependiente del sitio de una carga útil de enlace basada en auristatina no escindible en plasma de roedores y su efecto en la eficacia del ADC". PLOS ONE . ​​10 (7): e0132282. Código Bibliográfico :2015PLoSO..1032282D. doi : 10.1371/journal.pone.0132282 . ISSN  1932-6203. Número de modelo : PMID 26161543  . 
  7. ^ Cooper, Geoffrey M. (2000). "Membranas celulares". La célula: un enfoque molecular. 2.ª edición . 2 (1) – vía Biblioteca Nacional de Medicina .
  8. ^ Webb, Ian K.; Mentinova, Marija; McGee, William M.; McLuckey, Scott A. (2013). "Entrecruzamiento intramolecular de proteínas en fase gaseosa mediante reacciones ion/ion: ubiquitina y un éster sulfo-NHS homobifuncional". Revista de la Sociedad Americana de Espectrometría de Masas . 24 (5): 733–743. Bibcode :2013JASMS..24..733W. doi :10.1007/s13361-013-0590-4. ISSN  1879-1123. PMC 3644013 . PMID  23463545. 
  9. ^ Miller, BT; Collins, TJ; Rogers, ME; Kurosky, A. (1997). "Biotinilación de péptidos con ésteres reactivos con aminas: reactividad diferencial de la cadena lateral". Péptidos . 18 (10): 1585–1595. doi :10.1016/s0196-9781(97)00225-8. ISSN  0196-9781. PMID  9437720. S2CID  34633991.
  10. ^ Abello, Nicolas; Kerstjens, Huib AM; Postma, Dirkje S.; Bischoff, Rainer (15 de noviembre de 2007). "Acilación selectiva de aminas primarias en péptidos y proteínas". Journal of Proteome Research . 6 (12): 4770–4776. doi :10.1021/pr070154e. ISSN  1535-3893. PMID  18001078.
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  12. ^ Chen, Zhuo Angel; Rappsilber, Juri (1 de junio de 2023). "Dinámica de la estructura de proteínas mediante espectrometría de masas de reticulación". Current Opinion in Structural Biology . 80 : 102599. doi :10.1016/j.sbi.2023.102599. ISSN  0959-440X. PMID  37104977. S2CID  258351030.
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  14. ^ Fernández-Quintero, Monica L.; Kroell, Katharina B.; Grunewald, Lukas J.; Fischer, Anna-Lena M.; Riccabona, Jakob R.; Liedl, Klaus R. (2022). "Las interacciones del bucle CDR pueden determinar las preferencias de emparejamiento de cadenas pesadas y ligeras en anticuerpos biespecíficos". mAbs . 14 (1): 2024118. doi :10.1080/19420862.2021.2024118. ISSN  1942-0870. PMC 8803122 . PMID  35090383. 
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  18. ^ Owais, A.; Khaled, M.; Yilbas, BS (1 de enero de 2017), Hashmi, MSJ (ed.), "3.9 Hidrofobicidad y acabado de la superficie", Acabado integral de materiales , Oxford: Elsevier, págs. 137-148, ISBN 978-0-12-803249-7, consultado el 31 de diciembre de 2022