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高度表征的单纯疱疹病毒 1 型蛋白酶 (HSV-1) 底物,它对病毒核衣壳形成和病毒复制至关重要。使用 HPLC 测量酶活性以将产物与底物分离并进行定量。用荧光检测器在 280 nm(激发)和 350 nm(发射)处检测 HTYLQASEKFKMWG-酰胺的 C 端切割产物。
编号:200167
CAS号:396716-24-8
单字母:H2N-HTYLQASEKFKMWG-CONH2
高度表征的单纯疱疹病毒 1 型蛋白酶 (HSV-1) 底物,它对病毒核衣壳形成和病毒复制至关重要。使用 HPLC 测量酶活性以将产物与底物分离并进行定量。用荧光检测器在 280 nm(激发)和 350 nm(发射)处检测 HTYLQASEKFKMWG-酰胺的 C 端切割产物。
Highly characterized substrate for herpes simplex virus type 1 protease (HSV-1), which is essential for viral nucleocapsid formation and for viral replication. Enzyme activity was measured using HPLC for the separation of the products from the substrate and for quantitation. The C-terminal cleavage product of HTYLQASEKFKMWG-amide was detected at 280 nm (excitation) and 350 nm (emission) with a fluorescence detector.
Caspase酶对应的底物,Caspases(半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶,半胱氨酸依赖性天冬氨酸定向蛋白酶)是一类蛋白酶家族,其功能与凋亡(程序性细胞死亡),坏死和发烧(炎症)的过程密切相关。
什么是胱天蛋白酶?
胱天蛋白酶(Caspases)是含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶,它们是为细胞凋亡的主要介质。多种受体,例如TNF-α 受体,FasL受体,TLR和死亡受体,以及Bcl-2和凋亡抑制剂(IAP)蛋白家族参与并调节该caspase依赖性凋亡途径。一旦Caspase受到上游信号(外部或内在)刺激被激活,即会参与执行下游蛋白底物的水解作用,并触发一系列事件,导致细胞分解,死亡,吞噬作用和细胞碎片的清除。
人Caspases酶
人的Caspases家族基于序列相似性和生物学功能等共性主要可分为三大类:第一类由具有长胱天蛋白酶募集结构域的“炎症”胱天蛋白酶组成,他们对P4位上的较大的芳香族或疏水性残基具有亲和力。第二类由具有短的前体结构域的“细胞凋亡效应”胱天蛋白酶组成,而第三类由具有长的前提结构域的Pap位置具有亮氨酸或缬氨酸底物亲和力的“凋亡引发剂”胱天蛋白酶组成(表1)。
表1. 人胱天蛋白酶的功能分类:
细胞死亡途径 | 半胱天冬酶类型 | 酵素 | 物种 |
细胞凋亡 | 启动器 | Caspases 2 | 人与鼠 |
细胞凋亡 | 启动器 | Caspases 8 | 人与鼠 |
细胞凋亡 | 启动器 | Caspases 9 | 人与鼠 |
细胞凋亡 | 启动器 | Caspases 10 | 人的 |
细胞凋亡 | 效应器 | Caspases 3 | 人与鼠 |
细胞凋亡 | 效应器 | Caspases 6 | 人与鼠 |
细胞凋亡 | 效应器 | Caspases 6 | 人与鼠 |
细胞焦亡 | 炎性的 | Caspases 1 | 人与鼠 |
细胞焦亡 | 炎性的 | Caspases 4 | 人的 |
细胞焦亡 | 炎性的 | Caspases 5 | 人的 |
启动器Caspase和效应器Caspase酶
根据其在凋亡胱天蛋白酶途径中的作用,胱天蛋白酶可分为两类:启动器和效应器Caspase酶。启动器和效应器Caspas酶都具有由小亚基和大亚基组成的催化位点,Caspase酶的识别位
凋亡启动器Caspase酶,例如caspase-2,-8,-9和-10可以启动caspase激活级联反应。Caspase-8对于形成死亡诱导信号复合物(DISC)是必不可少的,并且在激活后,Caspase-8激活下游效应子Caspase(例如Caspase 3)并介导线粒体中细胞色素c的释放。Caspase-8已被证明对IETD肽序列具有相对较高的底物选择性。凋亡效应胱天蛋白酶例如Caspase-3,-6和-7虽然不负责启动级联途径,但是当被激活时,它们在级联的中间和后续步骤中起着不可或缺的作用。Caspase-3(CPP32 / apopain)是关键效应器,因为它放大了来自启动器Caspase的信号,使用对Caspase-3有选择性的DEVD肽序列对活化的Caspase-3进行检测,可以检测Caspase-3的活性。
Caspase酶底物和抑制剂
Caspase底物和抑制剂由两个关键成分组成:Caspase识别序列和信号产生或蛋白酶抑制基序。不同Caspase识别序列不同,一般由三个或四个氨基酸组成(表2)。Caspase酶识别序列的N端通常有乙酰基(Ac)或碳苯甲氧基(Z)基团修饰,以增强膜的通透性。对应的Caspase识别特定的肽序列为其酶促反应切割位点,释放产生信号或抑制信号的基序。Caspase的显色和荧光底物均以相似的方式起作用,其中底物的信号或颜色强度与蛋白水解活性成正比。
表2. Caspase的底物及其序列
多肽 | 氨基酸序列 | 对应的Caspase的种类 |
IETD | Ile-Glu-Thr-Asp | Caspase 8,颗粒酶B |
DEVD | Asp-Glu-Val-Asp | Caspase 3、6、7、8或10 |
LEHD | Leu-Glu-His-Asp | Caspase 9 |
VAD | Val-Ala-Asp | Caspase 1、2、3、6、8、9或10 |
Caspase酶的显色底物
Caspase的显色底物是有Caspase识别序列及生色基团组成,常见的生色团有pNA(对硝基苯胺或4-硝基苯胺),可使用酶标仪或分光光度计在405 nm处进行光密度检测。
表3. Caspase的显色底物
底物 | Caspase | 吸收(nm) | 颜色 |
Ac-DEVD-pNA * CAS 189950-66-1 * | 半胱天冬酶3 | 405 nm | 黄色 |
Z-DEVD-pNA | 半胱天冬酶3 | 405 nm | 黄色 |
Z-IETD-pNA * CAS 219138-21-3 * | 半胱天冬酶8,颗粒酶B | 405 nm | 黄色 |
Caspase的荧光底物
Caspase的荧光底物的结构包含与半胱天冬酶识别相关的荧光团,例如7-氨基-4-甲基香豆素(AMC),7-氨基-4-三氟甲基香豆素(AFC), Rhodamine 110(R110)或ProRed™620。R110的Caspase底物比基于香豆素的Caspase底物(例如AMC和AFC)更敏感,但由于两步裂解过程,其动态范围更窄。 建议将R110标记的Caspase底物用于终点法测定,而将AMC和AFC标记的 Caspase底物用于动力学测定。
图.从左到右,分别是AMC(7-氨基-4-甲基香豆素),AFC(7-氨基-4-三氟甲基香豆素),Rhodamine 110(R110)和ProRed™620的激发和发射光谱。
表4.荧光半胱天冬酶底物。
底物名称 | 对应的Caspase | Ex(nm) | Em(nm) | ε¹ | Φ² |
Ac-DEVD-AFC * CAS 201608-14-2 * | 半胱天冬酶3、7 | 376 | 482 | 17000 | 0.53 |
Ac-DEVD-AMC * CAS 169332-61-0 * | 半胱天冬酶3、7 | 341 | 441 | 19000 | N / D |
Z-DEVD-AFC | 半胱天冬酶3、7 | 376 | 482 | 17000 | 0.53 |
Z-DEVD-AMC * CAS 1135416-11-3 * | 半胱天冬酶3、7 | 341 | 441 | 19000 | N / D |
Z-DEVD-ProRed™620 | 半胱天冬酶3、7 | 532 | 619 | N / D | N / D |
(Z-DEVD)2 -R110 * CAS 223538-61-2 * | 半胱天冬酶3、7 | 500 | 522 | 80000 | N / D |
Z-DEVD-ProRed™620 | 半胱天冬酶3、7 | 532 | 619 | N / D | N / D |
Ac-IETD-AFC * CAS 211990-57-7 * | 半胱天冬酶8,颗粒酶B | 376 | 482 | 17000 | 0.53 |
Z-IETD-AFC * CAS 219138-02-0 * | 半胱天冬酶8,颗粒酶B | 376 | 482 | 17000 | 0.53 |
注意:
1.ε=在其最大吸收波长处的摩尔消光系数(单位= cm -1M -1)。
2.Φ=水性缓冲液(pH 7.2)中的荧光量子产率。
Caspase抑制剂
Caspase抑制剂能与Caspase的活性位点结合并形成可逆或不可逆的连接,通常,Caspase抑制剂的结构由Caspase识别序列,诸如醛(-CHO)或氟甲基酮(-FMK)的官能团组成。具有醛官能团的胱天蛋白酶抑制剂是可逆的,而具有FMK的抑制剂是不可逆的。半胱天冬酶底物和抑制剂都具有较小的细胞毒性作用,因此,它们是研究半胱天冬酶活性的有用工具。
表5. 可逆和不可逆的Caspase酶抑制剂
抑制剂 | Caspase的种类 | 是否可逆 | Ex(nm) | Em(nm) |
Ac-DEVD-CHO * CAS 169332-60-9 * | 半胱天冬酶3、7 | 可逆的 | -- | -- |
Ac-IETD-CHO * CAS 191338-86-0 * | 半胱天冬酶8 | 可逆的 | -- | -- |
mFluor™450-VAD-FMK | 半胱天冬酶1,2,3,6,8,9,10 | 不可逆的 | 406 | 445 |
mFluor™510-VAD-FMK | 半胱天冬酶1,2,3,6,8,9,10 | 不可逆的 | 412 | 505 |
FITC-C6-DEVD-FMK | 半胱天冬酶3、7 | 不可逆的 | 491 | 516 |
FITC-C6-DEVD-FMK | 半胱天冬酶3、7 | 不可逆的 | 491 | 516 |
FITC-C6-LEHD-FMK | 半胱天冬酶9 | 不可逆的 | 491 | 516 |
FITC-C6-LEHD-FMK | 半胱天冬酶9 | 不可逆的 | 491 | 516 |
FAM-VAD-FMK | 半胱天冬酶1,2,3,6,8,9,10 | 不可逆的 | 493 | 517 |
SRB-VAD-FMK [磺胺丁胺B-VAD-FMK] | 半胱天冬酶1,2,3,6,8,9,10 | 不可逆的 | 559 | 577 |
定义
几种病毒肽是 细胞毒性T淋巴细胞 (CTL)表位或H-2Db限制性表位,有助于 T细胞受体识别过程,并在那里 清除被 病毒感染的细胞。
Discovery
Tsomides TJ等人在1994年建立了一种基于稳定稳定地表达从HIV血清阳性个体获得的HIV-1和CTL的新开发细胞系的检测系统。他们鉴定了MHC-1分子内源性呈递的HIV肽1。可以通过酸洗脱从感染了病毒的细胞中提取此类肽。来自流感病毒核蛋白的天然加工的H–2–Db限制肽和H–2–Kd限制肽均小于相应的合成肽,后者首先用于确定各自的CTL表位。与次要的组织相容性抗原一样,病毒肽的出现似乎严重依赖于MHC I类分子,因为被感染的H-2d细胞不含H-2-Db限制性肽,而被感染的H-2b细胞也不包含HHC-2类。 H-2-Kd限制肽。数据为上述概念提供了直接的实验证据,证明了病毒感染细胞2上与MHC相关的病毒肽的概念。
结构特征
小鼠MHC I类分子(H-2Kb)的X射线结构与两种不同的病毒肽(来自水泡性口炎病毒核蛋白VSV-8和仙台病毒核蛋白SEV-9)复合测定。H-2Kb络合物的VSV-8精制为2.3,SEV-9精制为2.5。H-2Kb的结构与人类HLA I类具有高度相似性,尽管各个结构域的排列可能略有变化。两种肽都以延伸的构象结合,其大部分表面掩埋在H-2Kb结合槽中。纳米单体肽主要通过在其他β构象的中心插入凸起来维持与八聚体相同的氨基和羧基末端相互作用。大多数特异性相互作用是在H-2Kb的侧链原子和肽的主链原子之间。该结合方案在很大程度上解释了以高亲和力结合I类分子的肽序列的巨大多样性。H-2Kb的微小但显着的构象变化与肽结合有关,这些协同运动可能是T细胞受体识别过程不可或缺的一部分3。
行动方式
通过破坏受病毒感染的细胞,受MHC限制的CTL在针对多种病毒的免疫反应中起着核心作用。与抗体不同,CD8 + CTL除了识别来自病毒编码的细胞表面糖蛋白的序列外,还识别来自细胞内病毒蛋白的保守序列。几种病毒表达的基因会下调I类MHC蛋白的表达,从而为它们提供了逃避细胞毒性T淋巴细胞的手段,但使它们易于被NK细胞裂解。I类MHC分子几乎无处不在的表达提供了一种手段,NK细胞可通过这些手段在可能丢失或下调的表面I类MHC分子的修饰靶细胞之间进行区分。I类MHC蛋白的缺失或失调可能部分解释了NK细胞如何调查组织中I类MHC的正常表达,缺失的自我假设。肿瘤细胞下调I类MHC蛋白的表达,而表达I类蛋白的肿瘤细胞则比特异性缺乏I类MHC表达的衍生物更能抵抗NK细胞的杀伤。可以通过转染适当的I类MHC分子来拯救对NK裂解敏感的I类阴性突变细胞系 4,5。
功能
消除病毒感染的细胞,可以通过CTL消除病毒感染的细胞,CTL可以识别与细胞表面2的MHC I类分子结合的病毒衍生肽。
天然杀伤(NK)细胞 被I型主要组织相容性复合物配体的特定同型异型抑制,该配体被多态性抑制受体(例如NKIR1和NKIR2)识别。NK1和NK2特异性克隆识别两组HLA-C同种异型,这些同种异型的特征是在α1螺旋中的残基80(分别为αLys-80和αAsn-80)处具有双态性。谷氨酸脱羧酶或柯萨奇病毒(每种都与自身免疫性糖尿病有关)衍生的肽废除了这种抑制性识别6。
感染后1-2周内会出现针对多种HIV产品(例如gag,pol,nef,env)的CD8 + CTL,这些CTL的异常高频率提示了它们的重要性:通常可以在新鲜分离的中检测到它们没有体外抗原刺激的PBMC通常需要证明其在其他病毒感染中的CTL活性 1。
参考
1、Tsomides TJ, Aldovini A, Johnson RP, Walker BD, Young RA, Eisen HN (1994). Naturally processed viral peptides recognized by cytotoxic T lymphocytes on cells chronically infected by human immunodeficiency virus type 1. J Exp Med., 180(4):1283-1293.
2、Rötzschke O, Falk K, Deres K, Schild H, Norda M, Metzger J, Jung G, Rammensee HG (1990). Isolation and analysis of naturally processed viral peptides as recognized by cytotoxic T cells. Nature, 348(6298):252-254.
3、Fremont DH, Matsumura M, Stura EA, Peterson PA, Wilson IA (1992). Crystal structures of two viral peptides in complex with murine MHC class I H-2Kb. Science, 257(5072):919-927.
4、Ljunggren H-G, Karre K (1990). In search of the 'missing self': MHC molecules and NK cell recognition. Immunol Today., 11(7):237-244.
5、Kärre K, Ljunggren HG, Piontek G, Kiessling R. (1986). Selective rejection of H-2-deficient lymphoma variants suggests alternative immune defence strategy. Nature, 319:675–678.
6、Mandelboim O, Wilson SB, Valés-Gómez M, Reyburn HT, Strominger JL (1997). Self and viral peptides can initiate lysis by autologous natural killer cells. PNAS., 94(9):4604-4609.
DOI | 名称 | |
---|---|---|
10.1074/jbc.270.39.22697 | Activation of the herpes simplex virus type 1 protease | 下载 |
多肽H2N-His-Thr-Tyr-Leu-Gln-Ala-Ser-Glu-Lys-Phe-Lys-Met-Trp-Gly-NH2的合成步骤:
1、合成MBHA树脂:取若干克的MBHA树脂(如初始取代度为0.5mmol/g)和1倍树脂摩尔量的Fmoc-Linker-OH加入到反应器中,加入DMF,搅拌使氨基酸完全溶解。再加入树脂2倍量的DIEPA,搅拌混合均匀。再加入树脂0.95倍量的HBTU,搅拌混合均匀。反应3-4小时后,用DMF洗涤3次。用2倍树脂体积的10%乙酸酐/DMF 进行封端30分钟。然后再用DMF洗涤3次,甲醇洗涤2次,DCM洗涤2次,再用甲醇洗涤2次。真空干燥12小时以上,得到干燥的树脂{Fmoc-Linker-MHBA Resin},测定取代度。这里测得取代度为 0.3mmol/g。结构如下图:
2、脱Fmoc:取1.88g的上述树脂,用DCM或DMF溶胀20分钟。用DMF洗涤2遍。加3倍树脂体积的20%Pip/DMF溶液,鼓氮气30分钟,然后2倍树脂体积的DMF 洗涤5次。得到 H2N-Linker-MBHA Resin 。(此步骤脱除Fmoc基团,茚三酮检测为蓝色,Pip为哌啶)。结构图如下:
3、缩合:取1.69mmol Fmoc-Gly-OH 氨基酸,加入到上述树脂里,加适当DMF溶解氨基酸,再依次加入3.38mmol DIPEA,1.61mmol HBTU。反应30分钟后,取小样洗涤,茚三酮检测为无色。用2倍树脂体积的DMF 洗涤3次树脂。(洗涤树脂,去掉残留溶剂,为下一步反应做准备)。得到Fmoc-Gly-Linker-MBHA Resin。氨基酸:DIPEA:HBTU:树脂=3:6:2.85:1(摩尔比)。结构图如下:
4、依次循环步骤二、步骤三,依次得到
H2N-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Leu-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Leu-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Tyr(tBu)-Leu-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Tyr(tBu)-Leu-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-Thr(tBu)-Tyr(tBu)-Leu-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
H2N-Thr(tBu)-Tyr(tBu)-Leu-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
Fmoc-His(Trt)-Thr(tBu)-Tyr(tBu)-Leu-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin
以上中间结构,均可在专肽生物多肽计算器-多肽结构计算器中,一键画出。
最后再经过步骤二得到 H2N-His(Trt)-Thr(tBu)-Tyr(tBu)-Leu-Gln(Trt)-Ala-Ser(tBu)-Glu(OtBu)-Lys(Boc)-Phe-Lys(Boc)-Met-Trp(Boc)-Gly-Linker-MBHA Resin,结构如下:
5、切割:6倍树脂体积的切割液(或每1g树脂加8ml左右的切割液),摇床摇晃 2小时,过滤掉树脂,用冰无水乙醚沉淀滤液,并用冰无水乙醚洗涤沉淀物3次,最后将沉淀物放真空干燥釜中,常温干燥24小试,得到粗品H2N-His-Thr-Tyr-Leu-Gln-Ala-Ser-Glu-Lys-Phe-Lys-Met-Trp-Gly-NH2。结构图见产品结构图。
切割液选择:1)TFA:H2O=95%:5%
2)TFA:H2O:TIS=95%:2.5%:2.5%
3)三氟乙酸:茴香硫醚:1,2-乙二硫醇:苯酚:水=87.5%:5%:2.5%:2.5%:2.5%
(前两种适合没有容易氧化的氨基酸,例如Trp、Cys、Met。第三种适合几乎所有的序列。)
6、纯化冻干:使用液相色谱纯化,收集目标峰液体,进行冻干,获得蓬松的粉末状固体多肽。不过这时要取小样复测下纯度 是否目标纯度。
7、最后总结:
杭州专肽生物技术有限公司(ALLPEPTIDE https://www.allpeptide.com)主营定制多肽合成业务,提供各类长肽,短肽,环肽,提供各类修饰肽,如:荧光标记修饰(CY3、CY5、CY5.5、CY7、FAM、FITC、Rhodamine B、TAMRA等),功能基团修饰肽(叠氮、炔基、DBCO、DOTA、NOTA等),同位素标记肽(N15、C13),订书肽(Stapled Peptide),脂肪酸修饰肽(Pal、Myr、Ste),磷酸化修饰肽(P-Ser、P-Thr、P-Tyr),环肽(酰胺键环肽、一对或者多对二硫键环),生物素标记肽,PEG修饰肽,甲基化修饰肽等。
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