പെപ്റ്റൈഡുകൾക്കുള്ളിലെ ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകളുടെ പ്രശ്നം

പല പ്രോട്ടീനുകളുടെയും ത്രിമാന ഘടനയുടെ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഭാഗമാണ് ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകൾ.ഈ കോവാലന്റ് ബോണ്ടുകൾ മിക്കവാറും എല്ലാ എക്സ്ട്രാ സെല്ലുലാർ പെപ്റ്റൈഡുകളിലും പ്രോട്ടീൻ തന്മാത്രകളിലും കാണാം.

ഒരു സിസ്റ്റൈൻ സൾഫർ ആറ്റം പ്രോട്ടീനിലെ വ്യത്യസ്ത സ്ഥാനങ്ങളിൽ സിസ്റ്റൈൻ സൾഫർ ആറ്റത്തിന്റെ മറ്റേ പകുതിയുമായി ഒരു കോവാലന്റ് സിംഗിൾ ബോണ്ട് രൂപപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഒരു ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ട് രൂപപ്പെടുന്നു.ഈ ബോണ്ടുകൾ പ്രോട്ടീനുകളെ സ്ഥിരപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് കോശങ്ങളിൽ നിന്ന് സ്രവിക്കുന്നവ.

ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകളുടെ കാര്യക്ഷമമായ രൂപീകരണത്തിൽ സിസ്റ്റൈനുകളുടെ ശരിയായ മാനേജ്മെന്റ്, അമിനോ ആസിഡ് അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ സംരക്ഷണം, സംരക്ഷിത ഗ്രൂപ്പുകളുടെ നീക്കം ചെയ്യൽ രീതികൾ, ജോടിയാക്കൽ രീതികൾ എന്നിങ്ങനെ നിരവധി വശങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.

പെപ്റ്റൈഡുകൾ ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒട്ടിച്ചു

ഗുട്ടുവോ ഓർഗാനിസത്തിന് പ്രായപൂർത്തിയായ ഒരു ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ട് റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുണ്ട്.പെപ്റ്റൈഡിൽ ഒരു ജോഡി Cys മാത്രമേ അടങ്ങിയിട്ടുള്ളൂവെങ്കിൽ, ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ട് രൂപീകരണം ലളിതമാണ്.പെപ്റ്റൈഡുകൾ ഖര അല്ലെങ്കിൽ ദ്രാവക ഘട്ടങ്ങളിൽ സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു,

പിന്നീട് ഇത് pH8-9 ലായനിയിൽ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്തു.രണ്ടോ അതിലധികമോ ജോഡി ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകൾ രൂപപ്പെടേണ്ടിവരുമ്പോൾ സിന്തസിസ് താരതമ്യേന സങ്കീർണ്ണമാണ്.സിന്തറ്റിക് സ്കീമിൽ സാധാരണയായി ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ട് രൂപീകരണം പൂർത്തിയാകുമെങ്കിലും, പെപ്റ്റൈഡ് ശൃംഖലകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനോ നീളമേറിയതാക്കുന്നതിനോ ചിലപ്പോൾ മുൻകൂട്ടി തയ്യാറാക്കിയ ഡൈസൾഫൈഡുകളുടെ ആമുഖം പ്രയോജനകരമാണ്.Bzl ഒരു Cys പ്രൊട്ടക്റ്റിംഗ് ഗ്രൂപ്പാണ്, Meb, Mob, tBu, Trt, Tmob, TMTr, Acm, Npys മുതലായവ., സിംബയോണ്ടിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഇനിപ്പറയുന്നവ ഉൾപ്പെടെ ഡിസൾഫൈഡ് പെപ്റ്റൈഡ് സിന്തസിസിൽ ഞങ്ങൾ വൈദഗ്ദ്ധ്യം നേടിയിട്ടുണ്ട്:

1. തന്മാത്രയ്ക്കുള്ളിൽ രണ്ട് ജോഡി ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകളും തന്മാത്രകൾക്കിടയിൽ രണ്ട് ജോഡി ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകളും രൂപം കൊള്ളുന്നു

2. തന്മാത്രയ്ക്കുള്ളിൽ മൂന്ന് ജോഡി ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകളും തന്മാത്രകൾക്കിടയിൽ മൂന്ന് ജോഡി ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകളും രൂപം കൊള്ളുന്നു

3. ഇൻസുലിൻ പോളിപെപ്റ്റൈഡ് സിന്തസിസ്, വ്യത്യസ്ത പെപ്റ്റൈഡ് സീക്വൻസുകൾക്കിടയിൽ രണ്ട് ജോഡി ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകൾ രൂപപ്പെടുന്നു

4. മൂന്ന് ജോഡി ഡൈസൾഫൈഡ്-ബോണ്ടഡ് പെപ്റ്റൈഡുകളുടെ സമന്വയം

എന്തുകൊണ്ടാണ് സിസ്റ്റൈനൈൽ അമിനോ ഗ്രൂപ്പ് (Cys) ഇത്ര പ്രത്യേകതയുള്ളത്?

Cys ന്റെ സൈഡ് ചെയിൻ വളരെ സജീവമായ ഒരു റിയാക്ടീവ് ഗ്രൂപ്പാണ്.ഈ ഗ്രൂപ്പിലെ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളെ ഫ്രീ റാഡിക്കലുകളും മറ്റ് ഗ്രൂപ്പുകളും എളുപ്പത്തിൽ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു, അതിനാൽ മറ്റ് തന്മാത്രകളുമായി എളുപ്പത്തിൽ കോവാലന്റ് ബോണ്ടുകൾ ഉണ്ടാക്കാം.

പല പ്രോട്ടീനുകളുടെയും 3D ഘടനയുടെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗമാണ് ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകൾ.ഡിസൾഫൈഡ് ബ്രിഡ്ജ് ബോണ്ടുകൾക്ക് പെപ്റ്റൈഡിന്റെ ഇലാസ്തികത കുറയ്ക്കാനും കാഠിന്യം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും സാധ്യതയുള്ള ചിത്രങ്ങളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.ഈ ചിത്ര പരിമിതി ജൈവിക പ്രവർത്തനത്തിനും ഘടനാപരമായ സ്ഥിരതയ്ക്കും അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.പ്രോട്ടീന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഘടനയ്ക്ക് അതിന്റെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ നാടകീയമായേക്കാം.ഡ്യൂ, ഐൽ, വാൽ തുടങ്ങിയ ഹൈഡ്രോഫോബിക് അമിനോ ആസിഡുകൾ ഒരു ഹെലിക്സ് സ്റ്റെബിലൈസറാണ്.കാരണം ഇത് സിസ്റ്റൈൻ ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നില്ലെങ്കിലും സിസ്റ്റൈൻ രൂപീകരണത്തിന്റെ ഡൈസൾഫൈഡ്-ബോണ്ട് α-ഹെലിക്‌സിനെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു.അതായത്, എല്ലാ സിസ്റ്റൈൻ അവശിഷ്ടങ്ങളും കുറഞ്ഞ അവസ്ഥയിലാണെങ്കിൽ, (-എസ്എച്ച്, സ്വതന്ത്ര സൾഫൈഡ്രൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ വഹിക്കുന്നു), ഉയർന്ന ശതമാനം ഹെലിക് ശകലങ്ങൾ സാധ്യമാണ്.

സിസ്റ്റൈൻ രൂപീകരിച്ച ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകൾ ത്രിതീയ ഘടനയുടെ സ്ഥിരതയ്ക്ക് മോടിയുള്ളവയാണ്.മിക്ക കേസുകളിലും, ചതുരാകൃതിയിലുള്ള ഘടനകളുടെ രൂപീകരണത്തിന് ബോണ്ടുകൾക്കിടയിലുള്ള എസ്എസ് പാലങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.ചിലപ്പോൾ ഡിസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകൾ രൂപപ്പെടുന്ന സിസ്റ്റൈൻ അവശിഷ്ടങ്ങൾ പ്രാഥമിക ഘടനയിൽ വളരെ അകലെയാണ്.പ്രോട്ടീൻ പ്രൈമറി സ്ട്രക്ച്ചർ ഹോമോളജി വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാനം ഡൈസൾഫൈഡ് ബോണ്ടുകളുടെ ടോപ്പോളജിയാണ്.ഹോമോലോഗസ് പ്രോട്ടീനുകളുടെ സിസ്റ്റൈൻ അവശിഷ്ടങ്ങൾ വളരെ സംരക്ഷിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.ട്രിപ്റ്റോഫാൻ മാത്രമാണ് സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കനുസരിച്ച് സിസ്റ്റൈനേക്കാൾ കൂടുതൽ സംരക്ഷിക്കപ്പെട്ടത്.

തയോലേസിന്റെ കാറ്റലറ്റിക് സൈറ്റിന്റെ മധ്യഭാഗത്താണ് സിസ്റ്റൈൻ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്.സിസ്റ്റൈന് അടിവസ്ത്രവുമായി നേരിട്ട് അസൈൽ ഇന്റർമീഡിയറ്റുകൾ ഉണ്ടാക്കാം.കുറച്ച രൂപം പ്രോട്ടീനിലെ സിസ്റ്റൈനെ കുറഞ്ഞ അവസ്ഥയിൽ നിലനിർത്തുന്ന ഒരു "സൾഫർ ബഫർ" ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.pH കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ, സന്തുലിതാവസ്ഥ കുറയുന്ന -SH രൂപത്തെ അനുകൂലിക്കുന്നു, എന്നാൽ ആൽക്കലൈൻ പരിതസ്ഥിതികളിൽ -SH -SR ആയി ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടാൻ കൂടുതൽ സാധ്യതയുണ്ട്, R എന്നത് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റമല്ലാതെ മറ്റെന്താണ്.

ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡുമായും ഓർഗാനിക് പെറോക്സൈഡുകളുമായും ഒരു വിഷാംശം എന്ന നിലയിൽ സിസ്റ്റൈന് പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും.