Изоаспартат

Реакция образования изоаспартила из Asn-Gly (вверху справа) в Asp-Gly (слева) или изо(Asp)-Gly (зеленый внизу справа).

Изоаспарагиновая кислота ( изоаспартат , изоаспартил , β-аспартат ) — остаток аспарагиновой кислоты , изомерный типичной α- пептидной связи. Это β-аминокислота с карбоксильной группой боковой цепи, перемещенной к основной цепи. Такое изменение вызвано химической реакцией , в которой атом азота на N+1 следующей пептидной связи (черным цветом вверху справа на рисунке 1) нуклеофильно атакует γ-углерод боковой цепи остатка аспарагина или аспарагиновой кислоты , образуя промежуточное соединение сукцинимида (красным цветом). Гидролиз промежуточного соединения приводит к двум продуктам: либо аспарагиновой кислоте (черным цветом слева), либо изоаспарагиновой кислоте, которая является β-аминокислотой (зеленым цветом внизу справа). ^[1] Реакция также приводит к дезамидированию остатка аспарагина. Может происходить рацемизация, приводящая к образованию D-аминокислот. ^[2]

Кинетика образования изоаспартилов

Предполагается, что реакции образования изоаспартилов являются одним из факторов, ограничивающих срок службы белков . ^[3]

Образование изоаспартила происходит гораздо быстрее, если за аспарагином следует небольшой, гибкий остаток (такой как Gly), который оставляет пептидную группу открытой для атаки. Эти реакции также протекают гораздо быстрее при повышенном pH (>10) и температуре.

Ремонт

L-изоаспартилметилтрансфераза восстанавливает остатки изоаспартата и D-аспартата, прикрепляя метильную группу к карбоксильной группе боковой цепи в остатке, создавая эфир. Эфир быстро и спонтанно превращается в сукцинимид (красный) и случайным образом снова превращается в обычную аспарагиновую кислоту (черный) или изоаспартат (зеленый) для еще одной попытки. ^[4]

Ссылки

1. Кларк С. (1987). «Склонность к спонтанному образованию сукцинимида из остатков аспартила и аспарагинила в клеточных белках». Международный журнал исследований пептидов и белков . 30 (6): 808–821. doi :10.1111/j.1399-3011.1987.tb03390.x. PMID  3440704.
2. Yang H, Zubarev RA (2010). "Масс-спектрометрический анализ дезамидирования аспарагина и изомеризации аспартата в полипептидах". Электрофорез . 31 (11): 1764–1772. doi :10.1002/elps.201000027. PMC 3104603. PMID  20446295 . 
3. Stephenson RC, Clarke S (1989). «Образование сукцинимида из аспартил- и аспарагинилпептидов как модель спонтанной деградации белков». J. Biol. Chem . 264 (11): 6164–6170. doi : 10.1016/S0021-9258(18)83327-0 . PMID  2703484.
4. Yamamoto A, Takagi H, Kitamura D, Tatsuoka H, ​​Nakano H, Kawano H, Kuroyanagi H, Yahagi Y, Kobayashi S, Koizumi K, Sakai T, Saito K, Chiba T, Kawamura K, Suzuki K, Watanabe T, Mori H, Shirasawa T (март 1998 г.). «Дефицит белка L-изоаспартилметилтрансферазы приводит к фатальной прогрессирующей эпилепсии». J. Neurosci . 18 (6): 2063–74. doi :10.1523/JNEUROSCI.18-06-02063.1998. PMC 6792936 . PMID  9482793.