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Nature:重磅!不用氨基酸也可合成肽,有助揭示生命起源秘密

来源:本站原创 2019-07-14 23:57

2019年7月14日讯/生物谷BIOON/---酰胺键形成是化学和生物学中最重要的反应之一,但是目前还没有化学方法在不使用所有20种组成蛋白的氨基酸的情形下做到在水中实现α-肽连接(α-peptide ligation)。通用的遗传密码确定了肽的生物学作用早于生命的最后一个共同祖先出现,并且肽在生命起源中起着重要作用。

硫在柠檬酸循环、非核糖体肽合成和聚酮化合物生物合成中的重要作用都指出在生命进化过程中,硫酯依赖性肽连接早于RNA依赖性蛋白合成出现。然而,还没有人证实氨基酰硫酯(aminoacyl thioester)形成的稳健机制。

在一项新的研究中,来自英国伦敦大学学院的研究人员报道了一种化学选择性的高产的α-氨基腈连接,这种α-氨基腈连接仅利用生命起源前可能存在的分子---硫化氢、硫代乙酸盐、铁氰化物或者丙炔腈(cyanoacetylene)在水中产生α-肽。相关研究结果于2019年7月10日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Peptide ligation by chemoselective aminonitrile coupling in water”。
图片来自Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1371-4。

α-氨基腈连接对α-氨基腈偶联具有极高的选择性,因而无需这20种组成蛋白的氨基酸的存在。两个基本特征使得这种肽连接能够在水中进行:α-氨基腈的反应性和pKaH使得它们在中性pH下发生连接;N-酰化让这种连接所产生的肽产物保持稳定并激活这种肽前体,从而实现生物模拟的N→C肽连接。

这种模型将生命起源前的氨基腈合成和生物α-肽统一在一起,并指出较短的N-酰基肽腈在早期进化过程中是潜在可行的底物。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Pierre Canavelli et al. Peptide ligation by chemoselective aminonitrile coupling in water. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1371-4.
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