Los glucopéptidos son péptidos que contienen restos de carbohidratos ( glucanos ) unidos covalentemente a las cadenas laterales de los residuos de aminoácidos que constituyen el péptido.
En las últimas décadas se ha reconocido que los glucanos de la superficie celular (unidos a proteínas de membrana o lípidos ) y los unidos a proteínas ( glucoproteínas ) desempeñan un papel fundamental en biología. Por ejemplo, se ha demostrado que estos constructos juegan un papel importante en la fertilización , [1] el sistema inmunológico , [2] el desarrollo del cerebro , [3] el sistema endocrino , [3] y la inflamación . [3] [4] [5]
La síntesis de glicopéptidos proporciona sondas biológicas a los investigadores para dilucidar la función de los glicanos en la naturaleza y productos que tienen aplicaciones terapéuticas y biotecnológicas útiles. [ aclaración necesaria ] [ cita necesaria ]
Variedad de enlaces de glucopéptidos
Glicanos N- ligados
Los glicanos ligados a N derivan su nombre del hecho de que el glicano está unido a un residuo de asparagina (Asn, N) y se encuentran entre los vínculos más comunes que se encuentran en la naturaleza. Aunque la mayoría de los glicanos ligados a N 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 similares a N de una proteína pueden modular la función de la proteína, en algunos casos actuando como un interruptor de encendido y apagado. [5]
Glucanos ligados a O
Los glicanos O- ligados están formados por un enlace entre una cadena lateral de hidroxilo de aminoácido (generalmente de serina o treonina ) con el glicano. La mayoría de los glicanos enlazados en O toman la forma GlcNac-β-Ser / Thr o GalNac-α-Ser / Thr. [6]
C -glicanos ligados
De los tres enlaces, los menos comunes y los menos comprendidos son los glicanos enlazados en C. El enlace C se refiere a la unión covalente de manosa a un residuo de triptófano . Un ejemplo de un glicano unido a C es α-manosil triptófano. [9] [10]
Síntesis de glucopéptidos
Se han informado varios métodos en la literatura para la síntesis de glicopéptidos. De estos métodos, las estrategias más comunes se enumeran a continuación.
Síntesis de péptidos en fase sólida
Dentro de la síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS) existen dos estrategias para la síntesis de glicopéptidos, ensamblaje lineal y convergente. El ensamblaje lineal se basa en la síntesis de bloques de construcción y luego en el uso de SPPS para unir los bloques de construcción. A continuación se ilustra un esquema de este enfoque.
Existen varios métodos para la síntesis del bloque de construcción de aminoácidos monosacáridos como se ilustra a continuación.
Siempre que el bloque de construcción de aminoácidos monosacáridos sea estable a las condiciones de acoplamiento de péptidos, condiciones de desprotección de amina y 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 , una cadena peptídica y un residuo de glicano se sintetizan primero por separado. 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 pobres rendimientos de reacción en la etapa de glicosilación . [dieciséis]
Otra estrategia para producir bibliotecas de glicopéptidos es utilizar la técnica de síntesis Glyco-SPOT. [17] La técnica amplía el método existente de síntesis SPOT. [18] En este método, las bibliotecas de glicopéptidos se producen sobre una superficie de celulosa (por ejemplo, papel de filtro) que actúa como fase sólida. Los glicopéptidos se producen manchando aminoácidos protegidos con FMOC, lo que permite que la síntesis se realice a escala de microgramos (nanomol) utilizando cantidades muy pequeñas de glicoaminoácidos. La escala de esta técnica puede ser una ventaja para crear bibliotecas para cribado utilizando menos cantidades de glicoaminoácidos por péptido. Sin embargo, para producir mayores cantidades de glicopéptidos, serían mejores las técnicas tradicionales de fase sólida a base de resina.
Ligadura química nativa
La ligadura química nativa (NCL) es una estrategia sintética convergente basada en el acoplamiento lineal de fragmentos de glicopéptidos. Esta técnica hace uso de la reacción quimioselectiva entre un residuo de cisteína N-terminal en un fragmento de péptido con un tio-éster en el extremo C-terminal del otro fragmento de péptido [19] como se ilustra a continuación.
A diferencia del SPPS estándar (que está limitado a 50 residuos de aminoácidos), el 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]
Ver también
- Química de carbohidratos
- Antibiótico glucopéptido
- Glicosilación
- Síntesis de péptidos
Referencias
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Otras lecturas
- Emanual Maverakis; et al. "Glicanos en el sistema inmunológico y la teoría de la autoinmunidad de los glicanos alterados" (PDF) .
enlaces externos
- Medios relacionados con glicopéptidos en Wikimedia Commons