Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Деамидациялау - амин қышқылдары аспарагин немесе глутаминнің бүйірлік тізбегіндегі амид функционалдық тобы алынып тасталатын немесе басқа функционалдық топқа айналатын химиялық реакция. Әдетте аспарагин аспартик қышқылына немесе изоаспартик қышқылына айналады. Глютамин глютамин қышқылына немесе пироглутамин қышқылына (5 оксопролин) айналады. Белдіктер мен пептидтерде бұл реакциялар маңызды, өйткені олар олардың құрылымын, тұрақтылығын немесе қызметін өзгерте алады және белоктың ыдырауына әкелуі мүмкін. Химиялық таза өзгеріс - су тобын қосу және аммиак тобын алып тастау, бұл +1 (0,98402) Da массалық ұлғаюға сәйкес келеді. Глютамин, гликозильденген аспарагин және басқа амидтерде деамидация болса да, олар әдеттегі протеолиз жағдайында елемеуге болатын. Физиологиялық жағдайларда аспарагин қалдықтарын деамидациялау кезінде бүйірлік тізбекке келесі пептидтік топтың азот атомы шабуыл жасайды (суреттің оң жағындағы жоғарғы жағында қара түсті), асимметриялық сукцинимид аралық түрін (қызыл түсті) құрайды. Аралық заттардың асимметриясы оның гидролизі екі өнімге, яғни аспартик қышқылына (сол жақта қара түсті) немесе бета-амино қышқылы болып табылатын изоаспартик қышқылына (оң жақта төмен жасыл түсті) әкеледі. Алайда, аспартик қышқылының деамидациядан кейін изомерленуі мүмкін екендігіне алаңдаушылық бар. Еркін амин қышқылы ретінде немесе пептидтің немесе белоктың N терминалды қалдықтары ретінде глутамин пироглутамино қышқылын (5 оксопролин) қалыптастыру үшін тез демидиацияланады. Реакция α амин тобының бүйірлік тізбектегі амидке нуклеофилдік шабуыл арқылы γ лактамын қалыптастыруға және аммиакты бүйірлік тізбектен жоюға дейін жалғасады.
Deamidation is a chemical reaction in which an amide functional group in the side chain of the amino acids asparagine or glutamine is removed or converted to another functional group. Typically, asparagine is converted to aspartic acid or isoaspartic acid. Glutamine is converted to glutamic acid or pyroglutamic acid (5 oxoproline). In a protein or peptide, these reactions are important because they may alter its structure, stability or function and may lead to protein degradation. The net chemical change is the addition of a water group and removal of an ammonia group, which corresponds to a +1 (0.98402) Da mass increase. Although deamidation occurs on glutamine, glycosylated asparagine and other amides, these are negligible under typical proteolysis conditions. In the deamidation of an asparagine residue under physiological conditions, the side chain is attacked by the nitrogen atom of the following peptide group (in black at top right of Figure), forming an asymmetric succinimide intermediate (in red). The asymmetry of the intermediate results in two products of its hydrolysis, either aspartic acid (in black at left) or isoaspartic acid, which is a beta amino acid (in green at bottom right). However, there is a concern that aspartic acid can be isomerized after deamidation. As a free amino acid, or as the N terminal residue of a peptide or protein, glutamine deamidates readily to form pyroglutamic acid (5 oxoproline). The reaction proceeds via nucleophilic attack of the α amino group on the side chain amide to form a γ lactam with the elimination of ammonia from the side chain.
Талдау әдісі
Белоктың амидсыздандырылуы көбінесе пептид картасы арқылы кері фазалық сұйық хроматография (RPLC) арқылы талданады. Жақында хабарланған жаңа ERLIC MS/MS әдісі деамидтелген және деамидтелмеген пептидтерді ажыратуды жақсартады, бұл арқылы оларды анықтап, өлшеуге мүмкіндік береді. Массалық спектрометрия әдетте ақуыздардың, соның ішінде терапиялық моноклоналды антиденелердің деамидация күйін сипаттау үшін қолданылады. Бұл әдіс жоғары сезімталдығы, жылдамдығы және ерекшелігімен деамидация талдау үшін өте пайдалы. Бұл сайтқа тән деамидация талдауын жүргізуге мүмкіндік береді. Массалық спектрометрияны қолданудың басты қиындығы - үлгілерді дайындау кезінде деамидация артефактілерінің пайда болуы. Бұл артефактілер нәтижелерді айтарлықтай бұрмалайды, өйткені олар өздігінен деамидация деңгейінің шын мәнінде байқалғаннан жоғары екенін көрсетеді. Бұл терапиялық ақуыздар жағдайында проблемалық болып көрінуі мүмкін, егер анықталған деамидацияның үлкен пайызы артефактілерге байланысты болса, олар QC протоколдарында қате сипатталуы мүмкін. Соңғы зерттеулер төменгі рН-нің деамидация артефактілерінің жылдамдығын азайтатынын көрсетеді.
Protein deamidation has been commonly analyzed by reverse phase liquid chromatography (RPLC) through peptide mapping. Recently reported novel ERLIC MS/MS method would enhance the separation of deamidated and non deamidated peptides with increased identification and quantitation quantification. Mass spectrometry is commonly used to characterize deamidation states of proteins, including therapeutic monoclonal antibodies. The technique is especially useful for deamidation analysis due to its high sensitivity, speed, and specificity. This allows site specific deamidation analysis. A major challenge of using mass spectrometry is the formation of deamidation artifacts during sample preparation. These artifacts significantly skew results because they suggest greater rates of spontaneous deamidation than what is truly observed. This can prove problematic in the case of therapeutic proteins which can be mischaracterized in QC protocols if a large percentage of detected deamidation is due to artifacts. Recent studies indicate that lower pH can reduce the rate of deamidation artifacts.
Деамидация кинетикасы
Деамидация реакциялары ақуыздардың пайдалы өмір сүру мерзімін шектейтін факторлардың бірі деп болжанады. Деамидация егер сезімтал амин қышқылынан кейін аз мөлшерде икемді қалдық, мысалы, глицин болса, әлдеқайда тез жүреді, оның төмен стерик кедергісі пептид тобын шабуылға ашық қалдырады. Деамидация реакциялары жоғары рН (> 10) және температурада да тез жүреді. Эндопротеаза, Glu C, тек глютамин қышқылына ғана белгілі бір рН- лық жағдайда (4.5 және 8.0) ерекшелік танытты және C терминалды жағын Tris HCl, бикарбонат немесе ацетат ерітіндісінде бөлді.
Deamidation reactions have been conjectured to be one of the factors that limit the useful lifetime of proteins. Deamidation proceeds much more quickly if the susceptible amino acid is followed by a small, flexible residue such as glycine whose low steric hindrance leaves the peptide group open for attack. Deamidation reactions also proceed much more quickly at elevated pH (>10) and temperature. The endoprotease, Glu C, has shown specificity to only glutamic acid when in specific pH conditions (4.5 and 8.0) and cleaved the C terminal side when in a solution with Tris HCl, bicarbonate, or acetate.