Crosslinker

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Aldrichimica Acta VOL. 50 N° 1, 2, 3

Linker omobifunzionali ed eterobifunzionali

I nostri linker omobifunzionali ed eterobifunzionali sono caratterizzati da una varietà di gruppi funzionali, quali ammine primarie, sulfidrili, acidi, alcoli e bromuri. Molti dei nostri linker sono funzionalizzati con maleimmide (reattivo sulfidrilico), esteri succinimmidici (NHS) o gruppi isotiocianato (ITC) in grado di reagire con le ammine. Disponiamo anche di un’ampia selezione di linker mono-protetti (Boc, Fmoc e Cbz).

Reagenti di crosslinking

I reagenti di crosslinking sono molecole che contengono due o più estremità reattive “attivate” per legarsi a specifici gruppi funzionali (p.es. ammine e gruppi sulfidrilici) mediante un legame covalente. I vantaggi offerti dalla chimica di coniugazione si concretizzano in applicazioni quali:

• la determinazione della struttura e/o della funzione delle proteine
• l’immobilizzazione di proteine o di altre biomolecole
• la coniugazione biomolecola-biomolecola in generale
• i coniugati farmaco-anticorpo

Alcuni dei più diffusi crosslinker sono funzionalizzati con maleimmide, gruppi reattivi sulfidrilici o esteri succinimmidici (noti anche come esteri NHS) in grado di reagire con le ammine. La nostra selezione comprende tutti i gruppi funzionali, con un’ampia scelta per quanto riguarda la lunghezza e la solubilità del linker. Gli esteri idrossisolfonilsuccinimmidici (sulfo-NHS esters) consentono di lavorare con crosslinker più idrosolubili, che si rivelano utili in caso di biomolecole di grandi dimensioni non solubili in solventi organici. I nostri crosslinker con linker che possono essere facilmente rotti (p.es. ponti disolfuro) sono perfetti per applicazioni in cui una coniugazione permanente non è auspicata.

Scelta dei crosslinker

Nel selezionare un reagente di crosslinking per un'applicazione è importante tenere conto di alcuni elementi, quali le proprietà chimiche e fisiche del reagente, i gruppi funzionali con cui formerà un legame, la sua lunghezza, le sue dimensioni molecolari, la sua idrosolubilità e la facilità con cui può essere rotto una volta coniugato (cleavability).

Specificità chimica Uno degli aspetti più importanti nella scelta del crosslinker è se il reagente debba essere omobifunzionale o eterobifunzionale. I composti omobifunzionali reagiscono ad entrambe le estremità con lo stesso gruppo funzionale bersaglio, dando luogo così a un legame crociato (crosslink) tra due molecole mediante lo stesso tipo di legame. È la soluzione preferita in reazioni di polimerizzazione a singolo stadio tra gruppi funzionali uguali, nella creazione di legami crociati intramolecolari e nello studio delle interazioni fra proteine. I reagenti eterobifunzionali possiedono due diversi gruppi terminali, così da reagire a ogni estremità con un diverso gruppo funzionale. Vengono usati per reazioni controllate a due stadi, al fine di evitare reazioni incrociate e polimerizzazioni indesiderate.

Gruppi funzionali coniugabili I principali gruppi nucleofili sono le ammine, i tioli e gli ossidrili che, nelle adeguate condizioni, reagiscono direttamente con il gruppo elettrofilo reattivo presente su molti dei reagenti di bioconiugazione. Al contrario, gruppi funzionali quali carbossilati, aldeidi, fosfati organici e siti con idrogeni reattivi necessitano di speciali agenti attivanti o agenti di coniugazione secondari prima di poter dar luogo a legami covalenti con un altro gruppo funzionale.

Lunghezza del crosslinker Nella scelta di un crosslinker, occorre prendere in considerazione le dimensioni (o la lunghezza lineare totale) della molecola in gioco prima e dopo la coniugazione. È il braccio spaziatore (spacer arm) o ponte incrociato (cross-bridge) del reagente a determinare, in genere, la lunghezza molecolare del composto ottenuto. Tale parametro può essere determinato facendo ricorso a specifici programmi software di molecular modeling.

Crosslinking reversibile vs crosslinking non reversibile Nel caso in cui biomolecole tra loro interagenti, catturate mediante formazione di legami crociati (crosslinking), debbano successivamente essere isolate e analizzate, è importante che il braccio spaziatore del crosslinker possa essere rotto e che il legame crociato sia quindi rimovibile. In aggiunta, questi linker “reversibili” (cleavable linkers) possono essere usati come reagenti di trasferimento di marcatura per lo studio di proteine interagenti. I nostri disolfuri sono tra i crosslinker reversibili più diffusi. La nostra offerta comprende anche esteri e solfoni che permettono di instaurare legami crociati reversibili.

Crosslinker idrofobici vs crosslinker idrofili Per alcune applicazioni, l’idrofobicità del reagente può costituire un vantaggio, in particolare quando una data applicazione richiede che si attraversi la membrana cellulare. I reagenti idrofobici privi di gruppi fortemente polari passano con facilità attraverso le membrane e possono coniugare o marcare le proteine intracellulari. Tuttavia, i composti idrofobici caratterizzati dalla presenza di uno o più gruppi idrossisolfonilsuccinimmidici (sulfo-NHS), per effetto della carica negativa che questi gruppi portano, vedranno limitata alle sole proteine presenti sulla parte esterna della membrana cellulare la loro possibilità di reagire. Uno dei vantaggi dell’impiego di crosslinker idrofobi risiede nella possibilità di passare dalla marcatura di componenti superficiali della cellula alla marcatura intracellulare, ricorrendo vuoi a reagenti carichi vuoi a reagenti che non portano cariche.