Collagen I, alpha-Kette (98-110) (33-12-7) Physikalische und chemische Eigenschaften
Collagen I, alpha-Kette (98-110)
Synthetisches, kollagenabgeleitetes Peptid (Reste 98–110), bereitgestellt als lyophilisiertes Fragment für Assay-Entwicklung, enzymologische Studien und Peptid-F&E.
| CAS-Nummer | 33-12-7 |
| Familie | Kollagenabgeleitete Peptide |
| Typische Form | Lyophilisiertes Pulver |
| Übliche Reinheiten | EP |
Collagen I, alpha-Kette (98–110) ist ein synthetisches Peptidfragment, das aus dem N-terminalen Bereich der α-Kette von Typ I Kollagen abgeleitet ist. Strukturell handelt es sich um ein kurzes, kollagenabgeleitetes Peptid mit einem Gly–X–Y-Motiv, das für Kollagensequenzen charakteristisch ist; die berichtete Sequenz lautet Gly–Leu–Hyp–Gly–Nle–Lys–Gly–His–Arg–Gly–Phe–Ser–Gly. Das Vorhandensein von Hydroxyprolin (Hyp) und ein hoher Glycinanteil entsprechen einer kollagen-mimetischen lokalen Struktur, während die Einbindung basischer Reste (Lys, Arg, His) sowie eines hydrophoben Rest-Ersatzes (Norleucin, Nle) ein gemischtes polar-apolares Seitenkettenmuster erzeugt, das sowohl die Enzym-Erkennung als auch das Verhalten in wässriger Lösung steuert.
Elektronisch und physikochemisch ist dieses Peptid hochpolar und reich an Wasserstoffbrücken. Berechnete Deskriptoren weisen eine sehr große topologische polare Oberfläche sowie zahlreiche Wasserstoffbrückendonatoren und -akzeptoren aus. Der berechnete Verteilungskoeffizient (XLogP) ist stark negativ, was mit geringer Lipophilie und hoher Wasserlöslichkeit unter typischen wässrigen Bedingungen übereinstimmt. Das Peptid ist flexibel (viele rotierbare Bindungen) und besitzt eine ausreichende Größe und konformationelle Freiheit, weshalb eine Routineerzeugung von Konformeren mit kleinen Molekülwerkzeugen nicht praktikabel ist; diese Flexibilität und das dichte Muster polarer Reste begünstigen Interaktionen mit Kollagen-verarbeitenden Enzymen und Chaperonen statt passiver Membranpermeation.
Funktionell wird diese Sequenz als synthetisches Substrat für die humane Prokollagen-Lysylhydroxylase in biochemischen Assays verwendet; radiomarkierte (Tritium) Varianten des Peptids sind für Mechanismus- und Enzymstudien beschrieben, was sich in der Isotopenmarkierung einiger Materialien widerspiegelt. Die biophysikalischen Eigenschaften des Peptids und seine Rolle als enzymatisches Substrat begründen seine Anwendung in Untersuchungen posttranslationaler Kollagenmodifikation und Enzymkinetik. Übliche kommerzielle Reinheitsgrade für diesen Stoff sind: EP.
Molekularübersicht
Molekulargewicht und Zusammensetzung
- Molekülformel: \(C_{57}H_{91}N_{19}O_{16}\).
- Molekulargewicht: 1302.5 (berichteter Wert).
- Exaktes / monoisotopes Gewicht: 1301.70556639 (berichteter Wert).
- Anzahl schwerer Atome: 92.
- Anzahl der Isotopenatome: 2.
- Sequenz (berichtigt): Gly-Leu-Hyp-Gly-Nle-Lys-Gly-His-Arg-Gly-Phe-Ser-Gly.
Diese Werte weisen auf ein mittelgroßes Peptid (Molekularmasse ca. 1,3 kDa) mit einer Zusammensetzung hin, die typisch für kollagenabgeleitete Fragmente ist: häufig enthaltene Glycinreste, hydroxylierte Prolinreste, basische Seitenketten sowie ein Mix aus polaren und hydrophoben Seitenketten. Die angegebene Isotopenanzahl von zwei entspricht einer isotopischen Markierung in einigen Laborpräparaten.
Ladung, Polarität und LogP
- Formal berechnete Ladung: \(0\).
- XLogP3-AA (berechnet): \(-5.1\).
- Topologische polare Oberfläche (TPSA): \(557\).
- Anzahl Wasserstoffbrückendonatoren: \(18\).
- Anzahl Wasserstoffbrückenakzeptoren: \(21\).
- Anzahl rotierbarer Bindungen: \(44\).
Die formal berechnete Ladung von \(0\) reflektiert die neutrale Spezifikation für die Deskriptorberechnung; die Primärstruktur enthält jedoch mehrere ionisierbare Seitenketten (Lys, Arg, His) sowie freie N- und C-Termini in typischen synthetischen Präparaten, weshalb die Nettoladung in Lösung pH-abhängig und bei physiologischem pH meist positiv ist. Die sehr große TPSA zusammen mit der hohen Anzahl an Wasserstoffbrückendonatoren und -akzeptoren sowie dem stark negativen XLogP sprechen für eine dominante Wasserlöslichkeit, ausgeprägte Polarität und geringe passive Membranpermeabilität. Die hohe Anzahl rotierbarer Bindungen deutet auf umfangreiche konformationelle Freiheit hin, was für Faltung, Enzymerkennung und analytische Handhabung relevant ist.
Biochemische Klassifikation
Dieser Stoff ist ein kollagenabgeleitetes Peptidfragment (Reste 98–110 der Typ I Kollagen α-Kette) und wird funktionell als synthetisches enzymatisches Substrat für die Prokollagen-Lysylhydroxylase klassifiziert. Es handelt sich um eine lineare, kovalent gebundene Peptideinheit (Anzahl kovalent gebundener Einheiten: 1) mit mehreren definierten Stereozentren, die der L-Aminosäurestereochemie entsprechen. Die Erzeugung von Konformeren für dreidimensionale Modellierung ist wegen der Peptidgröße und konformationellen Flexibilität mit gängigen kleinen Molekülwerkzeugen nicht praktikabel; geeignete Modellierung erfordert Methoden auf Peptid-/Proteinebene.
Chemisches Verhalten
Stabilität und Abbau
Als Peptid zeigt das Fragment das allgemeine Stabilitätsprofil ungeschützter linearer Peptide: Es ist chemisch labil gegenüber längerer Einwirkung starker Säuren oder Basen und anfällig für hydrolytische Spaltung unter extremen pH- und Temperaturbedingungen. Enzymatisch ist eine Empfindlichkeit gegenüber proteolytischem Abbau durch Endo- und Exopeptidasen in biologischen Matrizes zu erwarten; das Vorhandensein von Hydroxyprolin kann lokal kollagenähnliche Konformationen stabilisieren, verleiht jedoch keinen wesentlichen Proteasewiderstand. Der Ersatz von Methionin durch Norleucin (Nle) reduziert die Anfälligkeit für Schwefeloxidation im Vergleich zu methioninhaltigen Analoga. Hohe Polarität und zahlreiche Wasserstoffbrückenstellen fördern die Solvatation in Wasser und wässrigen Puffern; Aggregation ist bei typischen Assay-Konzentrationen unwahrscheinlich, kann jedoch bei sehr hohen Konzentrationen oder unter lösungsmittelarmen Bedingungen auftreten.
Hydrolyse und Umwandlungen
Primäre chemische Umwandlungen sind hydrolytische Spaltung in Aminosäuren und peptidische Fragmente. Unter biologischen Bedingungen kann das Peptid enzymatische Modifikationen erfahren, die für Kollagenbiochemie relevant sind, wie z. B. die Hydroxylierung von Lysinresten durch Lysylhydroxylasen bei Verwendung als Substrat in vitro. Weitere potenzielle Umwandlungen umfassen die Deamidierung von Asn/Gln-Resten (sofern vorhanden), Racemisierung unter harschen Bedingungen sowie bei markiertem Material Isotopenaustausch oder -verdünnung unter stark reduzierenden/oxidierenden Bedingungen. Da einige Präparate tritiummarkiert sind, sollten Isotopenumgang und radiolytische Stabilität bei Lagerung und Entsorgung berücksichtigt werden; die angegebene Isotopenanzahl ist \(2\), was auf isotopische Modifikation in bestimmten Proben hinweist.
Biologische Rolle
Funktionelle Rolle und Signalwege
Dieses Peptid dient als synthetisches Substrat für die Prokollagen-Lysylhydroxylase, das Enzym, das für die posttranslationale Hydroxylierung von Lysinresten in Prokollagen verantwortlich ist. Die Lysylhydroxylierung ist eine kritische Modifikation in der Kollagenbiosynthese, die nachfolgende Glykosylierungs- und Querbindungswege beeinflusst und somit die Fibrillenbildung sowie die mechanischen Eigenschaften der extrazellulären Matrix bestimmt. In biochemischen Assays liefert das Peptid ein definiertes minimales Substrat für kinetische und mechanistische Studien der Lysylhydroxylase-Aktivität und kann zur Kartierung der Enzymspezifität und zur Untersuchung von Inhibitoreffekten verwendet werden.
Physiologischer und zellulärer Kontext
Die Reste 98–110 stammen aus der Kollagen I α-Kette und spiegeln Sequenzmotive wider, die während der Biosynthese und Faltung von Prokollagen im endoplasmatischen Retikulum auftreten. In vivo sind vergleichbare Sequenzen Teil einer größeren triple-helikalen Domäne, die mit molekularen Chaperonen und modifizierenden Enzymen interagiert; als kurzes Fragment ist dieses Peptid vor allem als Sonde für Enzym-Substrat-Interaktionen nützlich und weniger als strukturelles Modell der vollständigen Triplehelix. In zellfreien Assays modelliert es eine lokale Sequenzumgebung für die Lysylhydroxylase-Aktivität; im zellulären Kontext bestimmen das vollständige Prokollagen-Polypeptid und dessen Assemblierung zu Triplehelices die physiologische Verarbeitung.
Identifikatoren und Synonyme
Registrierungsnummern und Codes
- CAS-Nummer: 33-12-7 (bereitgestellter Registrierungsidentifikator).
- InChIKey: LZCXUJHSTWYBEA-FUYNMKNISA-N
- InChI: InChI=1S/C57H91N19O16/c1-4-5-14-38(70-45(80)26-67-51(86)39-22-35(78)25-64-39)53(88)74-36(15-9-10-17-58)49(84)65-28-47(82)72-41(21-34-24-62-31-69-34)55(90)75-37(16-11-18-63-57(60)61)50(85)66-27-46(81)71-40(20-33-12-7-6-8-13-33)54(89)76-43(30-77)52(87)68-29-48(83)92-56(91)42(19-32(2)3)73-44(79)23-59/h6-8,12-13,24,31-32,34-43,64,77-78H,4-5,9-11,14-23,25-30,58-59H2,1-3H3,(H,65,84)(H,66,85)(H,67,86)(H,68,87)(H,70,80)(H,71,81)(H,72,82)(H,73,79)(H,74,88)(H,75,90)(H,76,89)(H4,60,61,63)/t34?,35-,36+,37+,38+,39+,40+,41+,42+,43+/m1/s1/i10T,17T/t10?,17?,34?,35-,36+,37+,38+,39+,40+,41+,42+,43+
- SMILES: [3H]C(CCC@@HNC(=O)C@HNC(=O)CNC(=O)[C@@H]3CC@HO)C([3H])N
(Obige Identifikatoren werden wie gemeldet für diese Substanz bereitgestellt.)
Synonyme und biologische Bezeichnungen
- Kollagen I, alpha-Kette (98-110)
- Gly-Leu-Hyp-Gly-Nle-Lys-Gly-His-Arg-Gly-Phe-Ser-Gly
- Kollagen I, alpha-Kette (98-110)
- Gly-leu-hyp-gly-nle-lys-gly-his-arg-gly-phe-ser-gly
- RefChem:918925
Diese Bezeichnungen und Sequenzbeschreibungen werden in biologischen und biochemischen Kontexten synonym verwendet, um denselben Peptidfragment und seine übliche Kurzsequenz darzustellen.
Übersicht zu Sicherheit und Handhabung
Handhabung und Lagerung biochemischer Materialien
Dieses Peptid ist ein nichtflüchtiges, wasserlösliches biochemisches Reagenz. Allgemeine sichere Handhabungsgrundsätze für Peptide und synthetische biochemische Substrate gelten: Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung (Handschuhe, Laborkittel, Augenschutz); Vermeidung der Inhalation von Pulvern und Kontakt mit Schleimhäuten; Kontrolle der Staubentwicklung beim Umgang mit lyophilisierter Substanz. Trocken, vor Feuchtigkeit und proteolytischer Kontamination geschützt lagern; viele Labore lagern synthetische Peptide lyophilisiert bei niedriger Temperatur und rekonstituieren unmittelbar vor der Verwendung, um Abbau und Gefrier-Tau-Zyklen zu minimieren. Für radioaktiv markierte Varianten (z.B. tritiummarkiertes Material) sind institutionelle Strahlenschutzvorschriften und lokale Regelungen zur Lagerung, Handhabung und Entsorgung zu beachten. Für detaillierte Gefahren-, Transport- und regulatorische Informationen sollten Anwender das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) und lokale Gesetzgebungen konsultieren.
