$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Bakır ve çinko iyonları canlı organizmalar için gereklidir ve oksidatif koruma, doku büyümesi, solunum, kolesterol, glikoz metabolizması ve genom okuma1dahil olmak üzere süreçler için çok önemlidir. Bu işlevleri etkinleştirmek için, Cys thiolate gibi gruplar, Onun imidazol, Onun2,3,(daha nadiren) metiyonin tiyoteter, ve Glu ve Asp karboksiat seçici aktif sitelere kofaktör olarak metaller dahil metalloenzimler. Bu koordinasyon gruplarının benzerliği, His ve Cys ligandlarının doğru işleyişi sağlamak için Cu(I/II) veya Zn(II) ile nasıl seçici olarak birleştirirler konusunda ilginç bir soru doğurmaktadır.
Seçici bağlama genellikle Zn(II) veya Cu(I/II) iyonkonsantrasyonlarınıkontrol eden peptidlerin elde edilmesi ve ticareti ile gerçekleştirilir 4. Cu(I/II) son derece reaktiftir ve enzimlere oksidatif hasara veya adventif bağlanmaya neden olur, bu nedenle serbest konsantrasyonu bakır şaperonlar ve bakır düzenleyici proteinler tarafından sıkı bir şekilde düzenlenir ve onu hücredeki çeşitli yerlere güvenli bir şekilde taşır ve sıkıca homeostaz isikontrol 5,6. Bakır metabolizması veya homeostaz bozulması doğrudan Menkes ve Wilson hastalığı7 yanı sıra kanserler7 ve nöral bozukluklar, prion8 ve Alzheimerhastalığı9 gibi karıştığı 9 .
Wilson hastalığı gözlerde artan bakır düzeyleri ile ilişkilidir, karaciğer ve beynin bölümleri, Cu redoks reaksiyonları reaktif oksijen türleri üretir nerede(I/II) reaktif oksijen türleri üretir, hepatolentiküler ve nörolojik dejenerasyona neden. Mevcut şelasyon tedavileri küçük tiyol amino asit penicillamine ve triethylenetetramine vardır. Alternatif olarak, metanotrofik bakır edinimi peptidler methanobactin (mb)10,11 cu (I)12için yüksek bağlayıcı yakınlık nedeniyle tedavi potansiyeli sergiler. Methylosinus trichosporium OB3b gelen metanobactin (mb-OB3b) Wilson hastalığının bir hayvan modeli nde incelendiğinde, bakır verimli karaciğer den çıkarıldı ve safra13ile atılır . In vitro deneyler mb-OB3b karaciğer sitosol bulunan bakır metallothionein bakır chelate olabileceğini doğruladı13. Lazer ablasyon endüktif plazma kütle spektrometresi görüntüleme teknikleri Wilson hastalığı karaciğer örneklerinde bakır mekansal dağılımı araştırılmış14,15,16 ve mb-OB3b gösterdi bakırı sadece 8 gün17kısa tedavi süreleri ile temizler.
Mb-OB3b ayrıca Ag(I), Au(III), Pb(II), Mn(II), Co(II), Fe(II), Ni(II) ve Zn(II)18,19gibi diğer metal iyonlarıyla da bağlanacaktır. Fizyolojik Cu(I) bağlama alanı için rekabet Ag(I) tarafından sergilenmektedir, çünkü cu(I) mb-OB3b kompleksinden yerinden edebilir, hem Ag(I) hem de Ni(II) aynı zamanda Cu(I)19tarafından yerinden edilemeyen Mb'ye geri dönüşü olmayan bir bağlanma gösterir. Son zamanlarda, 2His-2Cys bağlayıcı motifi ile alternatif metanobactin (amb) oligopeptidler bir dizi incelenmiştir20,21, ve onların Zn(II) ve Cu (I/II) karakterize bağlama özellikleri. Birincil amino asit dizileri benzerdir ve hepsi 2His-2Cys motifi, Pro ve asetillenmiş N-terminus içerir. 2His-2Cys motifi mb-OB3b'nin iki enethiol oxazolone bağlama yerinin yerini aldığı için esas olarak mb-OB3b'den farklıdırlar.
Elektrosprey iyonizasyoniyoniyonizasyon iyon hareketlilik-kütle spektrometresi (ESI-IM-MS) ile birleştiğinde peptidlerin metal bağlayıcı özelliklerini belirlemek için güçlü bir araçtekniği sağlar, çünkü kütle-yük(m/z) ve çarpışmayı ölçer. çözelti fazından kütle, yük ve konformasyonel şekillerini muhafaza ederken kesit (CCS). m/z ve CCS peptidler stokiyometri, protonasyon durumu ve konformasyonel şekil ile ilgilidir. Stokiyometri, türde bulunan her elementin kimliği ve sayısı açıkça belirlendiği için belirlenir. Peptit kompleksinin genel yükü asidik ve bazik alanların protonlanma durumu ve metal iyonun oksidasyon durumu ile ilgilidir. CCS, kompleksin üçüncül yapısıyla ilgili dönme ortalama boyutunu ölçtebildiği için peptit kompleksinin konformasyonel şekli hakkında bilgi verir. Kompleksin genel yük durumu da pH bir fonksiyonudur ve karboksil gibi deprotonated temel veya asidik siteler, His, Cys ve Tyr da metal iyon için potansiyel bağlayıcı siteleri olduğu için peptid metal iyon bağlayıcı afinite etkiler. Analizler için, peptit ve metal iyon seyreltik sulu asetik asit veya amonyum hidroksit tarafından ayarlanmış pH ile sulu çözeltiler halinde hazırlanır. Bu, peptid için pH bağımlılığının ve metal iyon seçiciliğinin belirlenmesini sağlar. Ayrıca, ESI-IM-MS tarafından belirlenen m/z ve CCS, kompleksin metal iyon koordinasyonu ve üçüncül yapısını keşfetmek için B3LYP/LanL2DZ moleküler modelleme ile kullanılabilir. Bu makalede gösterilen sonuçlar, ESI-IM-MS'in bir dizi bir set peptidin seçici şelat performansını nasıl karakterize ettiğini ve bunları bakır bağlayıcı peptid mb-OB3b ile nasıl karşılaştırabileceğini ortaya koymaktadır.