Enzymatische Peptid‐ und Proteinbromierung: Der BromoTrp Tag

Abstract

AbstractBioorthogonale Reaktionen von Proteinen und ungeschützten Peptiden sind von hohem Wert für die chemische Biologie. Die Kombination aus enzymatischer Halogenierung und übergangsmetallkatalysierter Kreuzkupplung bietet einen praktikablen Ansatz zur Modifizierung von Proteinen und ungeschützten Peptiden. Durch semirationales Protein Engineering, wurden Varianten der Tryptophan 6‐Halogenase Thal identifiziert, welche die Bromierung von Peptiden mit einem C‐terminalen Tryptophanrest ermöglichen. Das Substratspektrum wurde anhand von Di‐, Tri‐ und Tetrapeptid‐Bibliotheken charakterisiert, und ein optimierter Peptid‐Tag identifiziert, dem wir den Namen BromoTrp‐Tag gegeben haben. Dieser Tag wurde in drei Modellproteine eingeführt. Deren präparative, posttranslationale Bromierung mit nur einem Kultivierungs‐ und Aufreinigungsschritt wurde durch das bromierende E. coli Koexpressionssystem Brocoli ermöglicht. Pd‐katalysierte Suzuki–Miyaura Kreuzkupplung war mittels Pd‐Nanopartikeln als Katalysator bei 37 °C möglich, was das vielversprechende Potential dieser Strategie zum Zweck bioorthogonaler Funktionalisierung und Konjugation demonstriert.