簡介
脯氨酸是一種非極性的蛋白質氨基酸,當加入縮氨酸時會形成叔酰胺。它的酰胺基上沒有氫基,因此不能作為氫鍵供體。脯氨酸是蛋白質和縮氨酸中螺旋結構和薄片結構的典型破壞者。1
在產生蛋白質的氨基酸中,脯氨酸扮演著特殊的角色。在蛋白質結構中,平面肽鍵主要發生在 反式 構象中。2 脯氨酸殘基限制了肽鏈的構象空間。然而,由於 順式 和反式Xaa-Pro鍵異構體間的自由焓差很小,只有2.0 kJ-mol-1 (相對於10.0 kJ-mol-1 for other Xaa-non-Pro peptide bonds),在 RT 時有相對較高的 30% cis conformation 的本質機率,並且 cis 和 trans 異構體都存在於溶液中。3,4
Pro殘基N端側肽鍵的 順式/反式異構化在蛋白質的折疊過程中扮演了關鍵的角色,因為 順式/反式異構化的旋轉障礙是由於 順式/反式異構化的旋轉障礙所造成的。nbsp;順/反異構化的旋轉障礙相當高(85,0 ± 10,0 kJ-mol-1)。因此,這種相互轉換被描述為蛋白質折疊的限制步驟之一 體外 和 體內。5 在自然界中有一類酵素,即肽基-脯氨酰-順/反式-異構酶(PPIases)。6-8
使用脯氨酸類似物進行的比較研究顯示,肽基-脯氨酰鍵順式/反式異構化催化的關鍵步驟是降低平面共轭 C-N 酰胺鍵的雙鍵特性。任何能削弱酰胺鍵的雙鍵特性的因素,例如使平面肽鍵不穩定或使脯氨酰氮的雜化從 sp2 移動到 sp3,都會加速異構化。9,10
為了瞭解肽的亞胺鍵幾何形狀與生物活性之間的關係,11,12 已開發出提供 Xaa-Pro 亞胺構象限制的合成脯氨酸類似物。這些脯氨酸類似物基於烷基和芳香基團的環取代、環中加入雜原子或脯氨酸環的擴展或收縮(表 1)。這些類似物有希望用於構象研究,以及調節天然存在的 以及全新設計的線性和環狀多肽的生物、藥物或物理化學特性。
表 1. | |||
---|---|---|---|
IUPAC 命名法 | |||
α-methyl-L-proline | (2R)-2-methyl-pyrrolidine-2-carboxylic acid | ||
α-benzyl-L-proline < | (2R)-2-benzyl-pyrrolidine-2-carboxylic acid | (2R)-2-benzyl-pyrrolidine-2-carboxylic acid | |
trans-4-hydroxy-L-proline < | (2S,4R)-4- 羥基吡咯烷-2-羧酸 | ||
cis-4-hydroxy-L-proline < | (2S,4S)-4- 羥基吡咯烷-2-羧酸 | ||
trans-3-hydroxy-L-proline < | (2S,3R)-3- 羥基吡咯烷-2-羧酸 | ||
cis-3-hydroxy-L-proline < | (2S,3S)-3- 羥基吡咯烷-2-羧酸 | ||
trans-4-amino-L-proline < | (2S,4R)-4- 氨基吡咯烷-2-羧酸 | ||
3,4-dehydro-DL-proline | (±)-3-pyrrolin-2-carboxylic acid | ||
L-2-Aziridinecarboxylic-acid | L-2-Aziridinecarboxylic acid | (2S)-aziridine-2-carboxylic acid | |
L-2-Azetidinecarboxylic-acid | (2S)-azetidine-2-carboxylic acid | ||
L-pipecolic acid | (2S)-piperidine-2-carboxylic acid | ||
4-oxa-L-proline | (4S)-thiazolidine-4-carboxylic acid | ||
3-thia-DL-proline | thiazolidine-2-carboxylic acid | ||
4-thia-L-proline |
自然界中存在數種脯氨酸類似物和同系物。13 脯氨酸和羥脯氨酸的各種3-和4-烷基化衍生物以及具有環限制的類似物,如氮丙啶-2-羧酸和氮杂环丁烷-2-羧酸,以及環擴展,即哌啶醇酸。例如哌啶醇酸,這些都可以在天然產品中找到。14,15 衍生物如L-氮杂环丁烷-2-羧酸、 顺式-4-羟基-L-脯氨酸和3,4-脱氢-DL-脯氨酸可防止原胶原折叠成稳定的三螺旋构象,从而减少纤维化过程中胶原的过度沉积和肿瘤的生长。16
噻唑烷-4-羧酸硫代脯氨酸也被納入膠原蛋白模型化合物17,18 和其他生物活性分子,如凝血酶抑制劑、19 ;20,21 二肽基肽酶IV底物,22 血管張力素II,23 HIV 抑制劑、24 ACE 抑制劑、25 和催產素。26
α 甲基脯氨酸是一種生物活性分子,可恢復骨膠原 I 型合成的正常水平。27 它可以被看作是構象受限的氨基異丁酸類似物。 α甲基脯氨酸殘基已被插入嗎啡肽中,以進行 Xaa-Pro cis-/trans-isomers 生物活性的構象研究。28 A α-甲基脯氨酸含有潛在的雙 α4β1 整合素拮抗劑。29
α苄基脯氨酸結合了脯氨酸衍生物的構象限制和苯丙氨酸的電子特性。含有 α-苄基-脯氨酸亞基結構的螺旋內酰胺已被合成為潛在的 beta-turn 模仿劑。
Network error: Failed to fetch
參考資料
若要繼續閱讀,請登入或建立帳戶。
還沒有帳戶?為便利客戶閱讀,此頁面中文以機器翻譯完成。雖然我們已盡力確保機器翻譯的準確性,但機器翻譯並非完美。如果您對機器翻譯的內容不滿意,請參考英文版本。