اتصال کووالانسی ترکیبات 5(6) آسیل کلرید فلوئورسین و 5(6) تیوفنول فلوئورسین به پروتئین لیزوزیم تخم مرغ و آلبومین گاوی برای واکنش های بیواورتوگونال

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

چکیده

واکنش های بیواورتوگونال به واکنش هایی گفته می شود که بدون تداخل با فرآیندهای عادی شیمیایی سیستم های زنده انجام می گیرد. از جمله شرایط اصلی برای واکنش های بیواورتوگونال، انجام پذیری در آب به عنوان حلال، pH بیولوژیک، دمای محیط، غلظت پایین و غیر سمی بودن واکنش گرها را می توان نام برد. یکی از ساده ترین راه های اطمینان از انجام پذیری واکنش های بیواورتوگونال اتصال یک ترکیب فلوئورسنت از طریق پیوند کوالانسی به پروتئین است. در این پروژه دو مشتق جدید فلوئورسین شامل 5(6)آسیل کلرید فلوئورسین و 5(6)تیوفنول فلوئورسین سنتز شدند و واکنش پذیری پروتئین آلبومین سرم گاو (BSA) و لیزوزیم با این ترکیبات در شرایط بیولوژیک مورد بررسی قرار گرفت. از مزایای این مشتق ها می توان به گزینش پذیری بالا نسبت به آمینو اسید لایسین، سرعت بالا و غلظت پایین واکنشگر اشاره کرد. پروتئین متصل شده به ترکیب فلوئورسنت با دو روش کروماتوگرافی اندازه طردی و دیالیز از مولکول های متصل نشده مشتق فلوئورسین جداسازی شد. انجام واکنش با استفاده از ژل الکتروفورز پلی اکریل آمید بررسی گردید. پروتئین های متصل شده در دستگاه gel documentation تصویر سازی گردید و با رنگ آمیزی کماسی آبی مقایسه گردید. همچنین برای اطمینان از واکنش گروه آمین پروتئین، واکنش پذیری ترکیب 5(6) تیوفنول فلوئورسین درpH=7 و pH=9 با پروتئین BSA بررسی شدند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Covalent attachments of 5(6) acylchloride fluorescein and 5(6) thiophenol fluorescein compounds with hen egg white lysozyme and serum bovine albumin as bioorthogonal reactions

نویسندگان [English]

  • Hamid Reza Kalhor
  • Mohsen Rezaei
Department of Chemistry، Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Bioorthogonal reactions are known as types of chemical reactions without the interference from biological reactions within the living systems. The requirements for such reactions include activities in aqueous environment, mild temperature, and physiological pH. One of the facile ways, for detecting bioorthogonal reactions, is covalently attaching a florescent compound to biomolecules such as proteins. In this work, two novel derivatives of fluorescein, 5(6)acylchloride fluorescein and 5(6)thiophenol fluorescein, were synthesized. The products were confirmed using 1H NMR. Subsequently, the reactions of the synthesized derivatives of with Bovine Serum Albumin (BSA) and Hen Egg white lysozyme (HEWL), under physiological conditions, were investigated. The advantages of reactions of the derivatives with proteins can include selectivity towards lysine, high kinetics of reactions, and low concentrations of reactants.The fluorescein-attached proteins were purified using size-exclusion chromatography and dialysis. The success of covalent attachments to proteins was confirmed using SDS-poly acrylamide gel electrophoresis. The reactivity of 5(6)thiophenol fluorescein towards BSA was investigated at pH 7 and pH 9.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bioorthogonal
  • fluorescein
  • Steglich reaction
  • Lysozyme
  • Bovine serum albumin. gel electrophoresis
[1] Harper's illustrated biochemistry. 28 ed. McGraw-Hill Professional; 2009.

[2] D. A. Shannon, R. Banerjee, E. R. Webster, D. W. Bak, C. Wang, E. Weerapana, J. Am. Chem. Soc. 136 (2014) 3330.

[3] L. D. Burtnick, Biochim. Biophys. Acta. 791 (1984) 57.

[4] M. L. Conte, S. Staderini, A. Marra, M. Sanchez-Navarro, B. G. Davis, A. Dondoni, Chem. Commun. 47 (2011) 11086.

[5] Anton Posch, Methods in Molecular Biology. (2015).

[6] G. P. Smith, Bioconjugate Chem. 17 (2006) 501.

[7] A. Todrick, E. Walker, Biochem. J. 31 (1937), 297.

[8] G. R. Gray, Arch, Biochem. Biophys. 163 (1974) 426.

[9] A. Reza, A. Tayyebe, Kh. Javad, J. Of Applied Chemistry, 38 (1395) 75, in Persian.

[10] A. Gorfti, Organometallics. 15 (1996) 142.

[11] X. Li, H. Ma, S. Dong, X. Duan and S. Liang, Talanta. 62 (2004) 367.

[12] X. Li, H. Ma, L. Nie, M. Sun, S. Xiong, Anal. Chim. Acta. 515(2004) 255.

[13] C. Li, T. Dong, Q. Li and X. Lei, Angew. Chem. Int. Ed. 53 (2014) 12111.

[14] Bayer, A, Ueber eine neue Klasse von Farbstoffen. Ber. Deutsch. Chem. Ges. 4 (1871) 555.

[15] J. M. Hooker, E. W. Kovacs, M. B. Francis, J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 3718.

[16] N. S. Joshi, L. R. Whitaker, M. B. Francis, J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 15942.

[17] L. M. Tedaldi, M. E. B. Smith, R. I. Nathani, J. R. Baker, Chem. Commun. 43(2009) 6583.

[18] D. A. Shannon, R. Banerjee, E. R. Webster, D. W. Bak, C. Wang, E. Weerapana, J. Am. Chem. Soc. 136(2014) 3330.

[19] B. F. Cravatt, A. T. Wright, J. W. Kozarich, Annu Rev Biochem. 77 (2008) 383.

[20] J. R. Unruh, G. Gokulrangan, G. S. Wilson, C. K. Johnson, Photochemistry and Photobiology. 81 (2005) 682.

[21] N. S. Hansen, N. Bork and K. Stromgaard, Org. Biomol. Chem. 12  (2014) 5745.

[22] E. Ghasmei Gorji, N. Monadi, M. Mohseni, Journal of Applied Chemistry. 11 (2017) 119.

[23] A. alireza, D. mirsaeed, L. H. Khalil, J. Of Applied Chemistry, 44 (1396) 55, in Persian.

[24] D. Morshedi, A. Ebrahim-Habibi , A. Moosavi-Movahedi, M. Nemat-Gorgani, Biochimica et Biophysica Acta, 1804 (2010)  714.

[25] M. S. Weiss, G. J. Palm and R. Hilgenfeld, Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 56 (2000) 952.

[26] M. Muzaffar Mir, K. Majid Fazili, M. Abul Qasim, Biochimica et Biophysica Acta, 1119 (1992) 261.