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Glicopéptido

Los glicopéptidos son péptidos que contienen fracciones de carbohidratos ( glucanos ) unidas covalentemente a las cadenas laterales de los residuos de aminoácidos que constituyen el péptido.

En las últimas décadas se ha reconocido que los glicanos de la superficie celular (unidos a proteínas de membrana o lípidos ) y los unidos a proteínas ( glicoproteínas ) desempeñan un papel fundamental en la biología. Por ejemplo, se ha demostrado que estos constructos desempeñan papeles importantes en la fertilización , [1] el sistema inmunológico , [2] el desarrollo cerebral , [3] el sistema endocrino , [3] y la inflamación . [3] [4] [5]

La síntesis de glicopéptidos proporciona sondas biológicas para que los investigadores diluciden la función del glicano en la naturaleza y los productos que tienen aplicaciones terapéuticas y biotecnológicas útiles. [ aclaración necesaria ] [ cita necesaria ]

Variedad de enlaces glucopeptídicos

norte-Glicanos enlazados

Los glicanos N -ligados reciben su nombre del hecho de que el glicano está unido a un residuo de asparagina (Asn, N) y se encuentran entre los enlaces más comunes que se encuentran en la naturaleza. Aunque la mayoría de los glicanos N-ligados toman la forma GlcNAc-β-Asn [6], se han observado otros enlaces estructurales menos comunes, como GlcNac-α-Asn [7] y Glc-Asn [8] . Además de su función en el plegamiento de proteínas y la unión celular, los glicanos N-ligados de una proteína pueden modular la función de la proteína, en algunos casos actuando como un interruptor de encendido y apagado. [5]

GlcNAc-β-Asn

Oh-Glicanos enlazados

Los glicanos unidos a O se forman mediante un enlace entre la cadena lateral de hidroxilo de un aminoácido (generalmente de serina o treonina ) y el glicano. La mayoría de los glicanos unidos a O toman la forma GlcNac-β-Ser/Thr o GalNac-α-Ser/Thr. [6]

GlcNac-β-Ser

do-Glicanos enlazados

De los tres enlaces, el menos común y menos comprendido es el de los glicanos unidos a C. El enlace a C se refiere a la unión covalente de la manosa a un residuo de triptófano . Un ejemplo de un glicano unido a C es el α-manosiltriptófano. [9] [10]

Síntesis de glucopéptidos

En la literatura se han descrito varios métodos para la síntesis de glicopéptidos. De estos métodos, las estrategias más comunes se enumeran a continuación.

Síntesis de péptidos en fase sólida

En la síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS) existen dos estrategias para la síntesis de glucopéptidos: el ensamblaje lineal y el convergente. El ensamblaje lineal se basa en la síntesis de bloques de construcción y luego en el uso de SPPS para unirlos. A continuación se muestra un esquema de este enfoque.

Esquema 1. Visión general de la estrategia de ensamblaje lineal

Existen varios métodos para la síntesis del bloque constructor de aminoácidos monosacáridos como se ilustra a continuación.

Esquema 2. a) Preparación del bloque de construcción de monosacárido de aminoácido en resina [11] b) Preparación del bloque de construcción de monosacárido de aminoácido libre [12]

Siempre que el bloque de construcción de aminoácidos monosacáridos sea estable a las condiciones de acoplamiento de péptidos, las condiciones de desprotección de aminas y la escisión de resina, el ensamblaje lineal sigue siendo una estrategia popular para la síntesis de glicopéptidos con muchos ejemplos en la literatura. [13] [14] [15]

En la estrategia de ensamblaje convergente , primero se sintetizan por separado una cadena peptídica y un residuo de glicano. Luego, el glicano se glicosila en un residuo específico de la cadena peptídica. Este enfoque no es tan popular como la estrategia lineal debido a los bajos rendimientos de reacción en el paso de glicosilación . [16]

Otra estrategia para producir bibliotecas de glicopéptidos es utilizar la técnica de síntesis Glyco-SPOT. [17] La ​​técnica extiende el método existente de síntesis SPOT. [18] En este método, las bibliotecas de glicopéptidos se producen en una superficie de celulosa (por ejemplo, papel de filtro) que actúa como fase sólida. Los glicopéptidos se producen mediante la colocación de aminoácidos protegidos con FMOC, lo que permite que la síntesis se realice a escala de microgramos (nanomoles) utilizando cantidades muy pequeñas de glicoaminoácidos. La escala de esta técnica puede ser una ventaja para crear bibliotecas para la detección al utilizar menores cantidades de glicoaminoácidos por péptido. Sin embargo, para producir mayores cantidades de glicopéptidos, las técnicas tradicionales en fase sólida basadas en resina serían mejores.

Ligadura química nativa

La ligación química nativa (NCL) es una estrategia sintética convergente basada en el acoplamiento lineal de fragmentos de glucopéptidos. Esta técnica hace uso de la reacción quimioselectiva entre un residuo de cisteína N-terminal en un fragmento peptídico con un tioéster en el extremo C-terminal del otro fragmento peptídico [19] como se ilustra a continuación.

Esquema 3 Mecanismo de ligación química nativa

A diferencia de la SPPS estándar (que está limitada a 50 residuos de aminoácidos), la NCL permite la construcción de glicopéptidos grandes. Sin embargo, la estrategia está limitada por el hecho de que requiere un residuo de cisteína en el extremo N , un residuo de aminoácido que es raro en la naturaleza. [19] Sin embargo, este problema se ha abordado en parte mediante la desulfuración selectiva del residuo de cisteína a una alanina . [20]

Véase también

Referencias

  1. ^ Talbot P.; Shur BD; Myles DG (2003). "Adhesión celular y fertilización: pasos en el transporte de ovocitos, interacciones espermatozoides-zona pelúcida y fusión espermatozoide-óvulo". Biología de la reproducción . 68 (1): 1–9. doi : 10.1095/biolreprod.102.007856 . PMID  12493688. S2CID  10166894.
  2. ^ Rudd PM; Elliott T.; Cresswell P.; Wilson IA; Dwek RA (2001). "Glicosilación y el sistema inmunológico". Science . 291 (5512): 2370–2376. Bibcode :2001Sci...291.2370R. doi :10.1126/science.291.5512.2370. PMID  11269318.
  3. ^ abc Varki A (1993). "Funciones biológicas de los oligosacáridos: todas las teorías son correctas". Glycobiology . 3 (2): 97–130. doi :10.1093/glycob/3.2.97. PMC 7108619 . PMID  8490246. 
  4. ^ Bertozzi CR; Kiessling LL (2001). "Glicobiología química". Science . 291 (5512): 2357–2364. Bibcode :2001Sci...291.2357B. doi :10.1126/science.1059820. PMID  11269316. S2CID  9585674.
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Lectura adicional

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