肽修饰:N-末端、内部、和C-末端

 

肽修饰 应用
乙酰化 通过防止N-末端降解来增加肽稳定性。 
生物素 
 
常用于免疫测定、组织细胞化学和基于荧光的流式细胞计数。
丹磺酰2,4-二硝基苯基 荧光测定。
荧光素7-甲氧基香豆素乙酸 蛋白质-蛋白质相互作用以及定位研究。
棕榈酸 增加细胞渗透性,并帮助肽与细胞膜的结合。
环化(二硫桥) 稳定肽构象,增加生物活性和酶稳定性。
半胱氨酸脲基甲基化(CAM) 用于鉴定和表征肽的肽质量指纹图谱。在蛋白质测定中阻断半胱氨酸残基氧化。
磷酸化 植物和动物中的基因表达、蛋白质-蛋白质相互作用、以及信号传导。
同位素标记的氨基酸 研究蛋白质相互作用、蛋白质、翻译后修饰,例如泛素化和磷酸化。
间隔  减少肽及其负载在结合位点处的空间位阻。


 目录

1.0 N-末端修饰

        1.1  乙酰化

        1.2  生物素 

        1.3  丹磺酰

       1.4  2,4-二硝基苯基

        1.5  荧光素

        1.6  7-甲氧基香豆素乙酸(Mca)

        1.7  棕榈酸

2.0 内部修饰

        2.1  环化(二硫键)

        2.2   半胱氨酸脲基甲基化(CAM)

        2.3  同位素标记的氨基酸

        2.4  磷酸化

        2.5  间隔

           2.5.1  聚乙二醇化(PEG化)

                2.5.2  氨基己酸

3.0 C-末端修饰

        3.1  酰胺(酰胺化)


 1.0 N-末端修饰

1.1  乙酰化

该修饰去除肽的N-末端上的正电荷,从而模拟天然蛋白质。在某些情况下,它通过阻止N-末端降解来增加肽的稳定性1- 2

分子量 43 g/mol
可用性: PEPscreen® 

参考文献:

  1. Thomas, A., Towards a Functional Understanding of Protein N-Terminal Acetylation. PLOS Biol. 2011, 9(5).
  2. Wallace, R. J., Acetylation of peptides inhibits their degradation by rumen micro-organisms. British Journal of Nutrition. 1992, 68, 365-372.

1.2  生物素 

生物素对链霉亲和素及亲和素具有非常强的亲和力。生物素标记的肽通常用于免疫测定1、组织细胞化学2、以及基于荧光的流式细胞计数3

分子量 340 g/mol
可用性: PEPscreen® 

参考文献:

  1. Selo, et. al., Preferential labeling of alpha-amino N-terminal groups in peptide by biotin: application to the detection of specific anti-peptide antibodies by enzyme immune assays. J. Immunol. Methods, 1996, 199, 127-138.
  2. Howl, et. al., Fluorescent and biotinylated linear peptides as selective bifunctional ligands for V1a vasopressin receptor. Eur. J. Biochem.1993, 213, 711-719.
  3. Buranda, et. al. Peptide, antibodies and FRET on beads in flow cytometry: a model system using fluoresceinated and biotinylated β-endorphin. Cytometry 1991, 37, 21-31.

1.3  丹磺酰

丹磺酰基标记的肽用于荧光测定。

 

 

分子量 249 g/mol
激发波长  372 nm 
可用性: PEPscreen®

参考文献:

  1. Glukhov, et. al., Basis for selectivity of Cationic Antimicrobial Peptides for Bacteria Versus Mammalian Membranes. Journal of Biological Chemistry 2005, 280 (40), 33960-33967.
  2. Matsuzaki, et. al., Mechanism of Synergism between Antimicrobial Peptides Magainin 2 and PGLa. Biochem. 1998, 37, 15144-15153.
  3. Pecht, et. al., Specific Excitation Energy Transfer for Antibodies to Dansyl labeled. Antigen. Eur. J. Biochem. 1971, 19, 368-371.

1.4   2,4-二硝基苯基

2,4-DNP用作(7-甲氧基香豆素-4-基)乙酰基(MCA)猝灭剂,有时也作为色氨酸的猝灭剂。该修饰可以附着在肽的N-末端,或通过赖氨酸侧链作为内部修饰。

 

 

分子量 167 g/mol
激发波长  354-400 nm 
可用性: PEPscreen®

参考文献:

  1. Vickers, et. al., Hydrolysis of Biological Peptides by Human Angiotensin-converting Enzyme –related carboxypeptidase. J. Biol. Chemistry 2002, 277 (17), 14838-14843.
  2. Knight, et. al., A novel coumarin labelled peptide for sensitive continuous assays of the matrix metalloproteinases. FEBS letters 1992, 296 (3), 263-266.

1.5   荧光素

荧光素标记的肽具有许多基于荧光素的生物分子应用,包括蛋白质-蛋白质相互作用、流式细胞计数和定位研究1-3

 

 

 

分子量 359 g/mol
激发 / 发射波长 494/518 nm 
可用性: PEPscreen®

参考文献:

  1. Richard, et. al., Cell-penetrating peptides, J. Biol. Chem. 2003, 278 (3), 585-590.
  2. Farley. et. al., The amino acid sequence of a Fluorescein labeled peptide for active site of (Na,K)-ATPase. J. Biol. Chem. 1984, 259 (15), 9532-9535.
  3. Futaki, et. al., Arginine rich peptides. J. Biol. Chem. 2001, 276 (8) 5836-5840.
  4. Foerg, et. al., Metabolic cleavage and translocation efficiency of selected cell penetrating peptides: a comparative study with epithelial cell cultures. AAPS Journal 2008, 10 (2) 349-359.

 

1.6  7-甲氧基香豆素乙酸(Mca)

7-甲氧基香豆素标记的肽在蛋白质-蛋白质相互作用和定位研究中有应用1-2

 

 

分子量 217 g/mol
激发 / 发射波长 323/382 nm 
可用性: PEPscreen®

参考文献:

  1. Vidal, et. al., Solid-Phase Synthesis and Cellular Localization of a C-and/or N-terminal Labeled Peptide. Journal of Peptide Science, 1996, 2, 125-133.
  2. Yandek, et. al., Mechanism of the Cell-Penetrating Peptide Transportan 10 Permeation of Lipid Bilayers. Biophysical Journal 2007, 92 (7) 2434-2444.

1.7  棕榈酸

棕榈酸是16-碳脂肪酸,其与肽缀合以增加其细胞渗透性,并有助于肽与细胞膜的结合1-2

参考文献:

  1. Avrahami, D., Shai, Y., A new group of antifungal and antibacterial lipopeptides derived from non-membrane active peptides conjugated to palmitic acid. J. Biol. Chem. 2004, 279(13), 12277-12285.
  2. Buss, J.E, Sefton, B.M., Direct identification of Palmitic Acid at the lipid attached to p21ras. Mol.and Cellular Biol. 1986, 116-122.


 2.0 内部修饰

2.1  环化(二硫键)

该过程涉及在两个半胱氨酸残基之间形成二硫键。肽可以被环化以稳定肽构象,增加生物活性和酶稳定性1-2

 

分子量 不适用
可用性: PEPscreen®、AQUA™ 肽 

 

参考文献:

  1. Albericio, et. al., Multifaceted Roles of Disulfide Bonds. Peptides as Therapeutics. Chem Rev. 2014, 114 (2) 901-926.
  2. Schmelz, et. al., An Amino Acids Substitution Inhibits Specialist Herbivore Production of an Antagonist Effector and Recovers Insect-Induced Plant defenses. Plant Physiology, 2012, 160 (3) 1468-1478.

2.2   半胱氨酸脲基甲基化(CAM)

脲基甲基化(CAM)是一种故意的翻译后修饰,通过与碘乙酰胺反应引入到半胱氨酸残基。具有这种修饰的肽主要用于肽质量指纹图谱中,以鉴定和表征蛋白质1。在其他测定中,该过程用于阻断半胱氨酸的氧化2

分子量 160 g/mol
可用性: PEPscreen®、AQUA™ 肽  

参考文献:

  1. Marc R. Wilkins, Ron D Appel, Keith L.Williams, Denis F. Hochstrasser, Proteome Research Concepts, Technology and Application. ISBN978-3-540-71241-1.
  2. Koehler P. et al., Improved identification of wheat gluten proteins through alkylation of cysteine residues and peptide-based mass spectrometry. Scientific Reports 3, 2013, 2279.

2.3  同位素标记的氨基酸

AQUA肽是18O、13C、和/或14N中富含的氨基酸的合成肽。它们在化学、物理性质以及生物活性方面与它们的天然肽相似1。这些肽的主要应用是研究蛋白质相互作用、蛋白质、翻译后修饰(如泛素化和磷酸化)2-5

参考文献:

  1. Gerbe, et. al., Absolute quantitation of protein and post-translation modification with stable isotope-labeled synthetic peptides. Nat. Protoc. 2011, 6(2) 175-186.
  2. Hioe, et. al., Proximal Glycan Outside of the Epitopes Regulate the Presentation of HIV-1 Envelope gp120 Helper Epitopes. The Journal of Immunol. 2009, 182, 6369-6378.
  3. Le Bihan, T., et al., Quantitative analysis of low-abundance peptides in HeLa cell cytoplasm by targeted liquid chromatography/mass spectrometry and stable isotope dilution: emphasizing the distinction between peptide detection and peptide identification. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2010, 24(7), 1093-1104.
  4. Santhoskumar, P., et al., αA-Crystallin Peptide 66SDRDKFVIFLDVKHF80 Accumulating in Aging Lens Impairs the Function of α-Crystallin and Induces Lens Protein Aggregation. PLoS One 2011, 6(4), e19291.
  5. Sato, Y., et al., Simultaneous Absolute Protein Quantification of Carboxylesterases 1 and 2 in Human Liver Tissue Fractions using Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry.  Drug Metab Dispos., 2012, 40(7), 1389-1396.
  6. Brun, V., et al., Isotope dilution strategies for absolute quantitative proteomics. Journal of proteomics 2009, 72, 740-749.

 

2.4  磷酸化

可以对Tyr、Ser和Thr残基进行磷酸化,作为肽上的翻译后修饰(PTM)。磷酸化肽可用于许多细胞过程,如基因表达、蛋白质-蛋白质相互作用以及植物和动物中的信号传导1-2

 

分子量 82 g/mol
可用性: PEPscreen®、AQUA™ 肽

参考文献:

  1. Hunter, T., Signaling – 2000 and Beyond. Cell 2000, 100, 113-127.
  2. Roberts, et. al., Phosphorylation of Soybean Nodulin26 on Serine 262 Enhances Water Permeability and Is Regulated Developmentally and by Osmotic Signals. The Plant Cell 2003, 15, 981-991.

2.5  间隔

间隔物用于在肽和货物之间产生距离,以减少肽结合位点的空间位阻。在这种情况下,货物可以是药物、染料、标记。

2.5.1  聚乙二醇化(PEG化)

聚(乙二醇)与肽的连接称为PEG化。短的双功能PEG(聚(乙二醇))可用作肽与其他分子的生物共轭中的间隔物。PEG生物共轭也已用于改善蛋白水解稳定性、肽的生物分布和溶解度1-2

分子量 146 g/mol
可用性: PEPscreen® 

参考文献:

  1. Huck W. T.S. et. al., Forced Peptide Synthesis under elastomeric stamps. Angew. Chem. 2004, 116, 4286-4289.
  2. F.M. Veronese, Peptide and protein PEGylation: a review of problems and solutions. Biomaterials 2001, 22, 405-417.

2.5.2  氨基己酸

氨基己酸是一种疏水间隔物,附着在它上面的分子、荧光团、标记、或任何生物分子可以附着到肽上1-2

分子量 113 g/mol
可用性: PEPscreen® 

参考文献:

  1. Rothbard et. al., Polyarginine enters cells more efficiently than other poly cationic homopolymers. J. Peptide Res. 2000, 56, 318-325.
  2. Hoheisel et. al., Hybridisation based DNA screening on peptide nucleic acid (PNA) oligomer arrays. Nucleic acid Research 1997, 25 (14)2792-2799.


 3.0 C-末端修饰

3.1  酰胺(酰胺化)

肽的C-末端合成为酰胺,以中和由C-末端COOH产生的负电荷。添加这种修饰是为了防止酶降解,以模拟天然蛋白质,并且在某些情况下除去可能干扰测定的结合在肽C-末端的氢键1

参考文献:

  1. Kim K, -H. Seong, B. L. Peptide Amidation: Production of Peptide Hormones in vivo and in vitro. Biotechnol. Bioprocess Eng.2001, 6 (4), 244-251.