Коллаген I, альфа-цепь (98-110) (33-12-7) Физико-химические свойства
Коллаген I, альфа-цепь (98-110)
Синтетический пептид, производный коллагена (остатки 98–110), предоставляемый в лиофилизированном виде для разработки анализов, изучения ферментологии и НИОКР с пептидами.
| Номер CAS | 33-12-7 |
| Семейство | Пептиды, производные коллагена |
| Типичная форма | Лиофилизированный порошок |
| Распространённые сорта | EP |
Коллаген I, альфа-цепь (98–110) — синтетический пептидный фрагмент, полученный из N-концевого участка α-цепи коллагена типа I. По структуре представляет собой короткий пептид, производный коллагена, с мотивом Gly–X–Y, характерным для последовательностей коллагена; заявленная последовательность — Gly–Leu–Hyp–Gly–Nle–Lys–Gly–His–Arg–Gly–Phe–Ser–Gly. Наличие гидроксипролина (Hyp) и высокий глициновый состав соответствуют коллаген-миметической локальной структуре, а включение основных остатков (Lys, Arg, His) и замена гидрофобного остатка на норлейцин (Nle) создают смешанный полярно-аполярный шаблон боковых цепей, определяющий как узнавание ферментов, так и поведение в водной среде.
Электронно и физико-химически этот пептид является высокополярным и богатым на водородные связи: расчетные дескрипторы указывают на большую топологическую полярную поверхность и множество доноров и акцепторов водородных связей. Вычисленный коэффициент распределения (XLogP) сильно отрицателен, что соответствует низкой липофильности и высокой растворимости в воде при типичных водных условиях. Пептид гибок (много вращающихся связей) и имеет достаточный размер и конформационную свободу, что делает невозможным рутинное генерацию конформеров с помощью средств моделирования малых молекул; такая гибкость и плотный рисунок полярных остатков также благоприятствуют взаимодействию с ферментами обработки коллагена и шаперонами, а не пассивному проникновению через мембраны.
Функционально эта последовательность используется как синтетический субстрат для человеческой протоколлаген-лизилгидроксилазы в биохимических тестах; известны варианты пептида с мечением радиотрицием для механистических и ферментативных исследований, что отражено в наличии изотопных меток в некоторых образцах материала. Физико-химические свойства пептида и его роль ферментного субстрата определяют его применения в изучении посттрансляционных модификаций коллагена и кинетики ферментов. Часто предлагаемые коммерческие сорта этого вещества включают: EP.
Молекулярный обзор
Молекулярная масса и состав
- Молекулярная формула: \(C_{57}H_{91}N_{19}O_{16}\).
- Молекулярная масса: 1302.5 (числовое значение).
- Точная масса / Моноизотопная масса: 1301.70556639 (числовое значение).
- Количество тяжёлых атомов: 92.
- Количество изотопных атомов: 2.
- Последовательность (заявленная): Gly-Leu-Hyp-Gly-Nle-Lys-Gly-His-Arg-Gly-Phe-Ser-Gly.
Эти значения указывают на пептид средней длины (молекулярная масса ~1,3 кДа) с составом, типичным для коллагеновых фрагментов: частое присутствие глицина, гидроксилированного пролина, основных боковых цепей и смеси полярных и гидрофобных боковых цепей. Указанное количество изотопов — два — согласуется с изотопным мечением в некоторых лабораторных препаратах.
Заряд, полярность и LogP
- Формальный расчетный заряд: \(0\).
- XLogP3-AA (расчётный): \(-5.1\).
- Топологическая полярная поверхность (TPSA): \(557\).
- Число доноров водородных связей: \(18\).
- Число акцепторов водородных связей: \(21\).
- Число вращающихся связей: \(44\).
Формальный расчетный заряд 0 отражает нейтральные условия расчета дескрипторов; однако первичная структура содержит множественные ионизируемые боковые цепи (Lys, Arg, His) и свободные N- и C-концы в типичных синтетических препаратах, поэтому заряд в растворе зависит от pH и часто является положительным при физиологическом pH. Очень большая TPSA вместе с большим числом доноров и акцепторов водородных связей и сильно отрицательным XLogP свидетельствуют о доминирующей водной растворимости, выраженной полярности и низкой пассивной мембранной проницаемости. Высокое число вращающихся связей указывает на широкую конформационную свободу, что важно для складывания, узнавания ферментами и аналитической работы.
Биохимическая классификация
Это вещество — пептидный фрагмент, производный коллагена (остатки 98–110 α-цепи коллагена типа I) и функционально классифицируется как синтетический ферментативный субстрат протоколлаген-лизилгидроксилазы. Оно является линейным, ковалентно связанным пептидным блоком (количество ковалентных единиц: 1) и содержит множественные заданные стереоцентры, соответствующие L-аминокислотам. Генерация конформеров для трёхмерного моделирования рутинными методами для малых молекул не подходит ввиду размера и конформационной гибкости пептида; для адекватного моделирования требуются методы на уровне пептидов/белков.
Химическое поведение
Стабильность и деградация
Как пептидный фрагмент, демонстрирует общий профиль стабильности незашищённых линейных пептидов: химически нестабилен при длительном контакте с концентрированными кислотами или основаниями, подвержен гидролитическому расщеплению при экстремальных значениях pH и температуре. Ферментативно ожидается подверженность протеолитическому расщеплению эндо- и экзопептидазами в биологических матрицах; присутствие гидроксипролина локально стабилизирует коллагеноподобные конформации, но не обеспечивает значительной защиты от протеаз. Замена метионина на норлейцин (Nle) снижает уязвимость к окислению серосодержащих остатков по сравнению с препаратами, содержащими метионин. Высокая полярность и наличие множества водородных связей способствуют хорошей сольватации в воде и буферах; агрегация маловероятна при типичных концентрациях для анализов, но может происходить при очень высокой концентрации или в условиях снижения сольватации.
Гидролиз и превращения
Основные химические превращения — гидролитическое расщепление на составляющие аминокислоты и пептидные фрагменты. При биологических условиях пептид может подвергаться ферментативным модификациям, связанным с биохимией коллагена, например, гидроксилированию лизина лизил-гидроксилазами при использовании в качестве субстрата in vitro. Другие возможные превращения включают деамидирование остатков Asn/Gln (при наличии), рацемизацию в жёстких условиях и для меченого материала — разбавление изотопов или обмен изотопами при сильных восстановительных/окислительных условиях. Поскольку некоторые препараты поставляются с мечением тритием, следует учитывать обращение с изотопами и радиолитическую стабильность при хранении и утилизации; заявленное количество изотопных атомов — 2, что указывает на изотопную модификацию в отдельных образцах.
Биологическая роль
Функциональная роль и пути
Этот пептид выполняет роль синтетического субстрата протоколлаген-лизилгидроксилазы, фермента, ответственного за посттрансляционное гидроксилирование остатков лизина в проколагене. Гидроксилирование лизина – критическая модификация в биосинтезе коллагена, влияющая на последующую гликозилирование и образование сшивок, что, в свою очередь, влияет на формирование фибрилл и механические свойства внеклеточного матрикса. В биохимических анализах пептид служит определённым минимальным субстратом для кинетических и механистических исследований активности лизилгидроксилазы и может использоваться для картирования специфичности фермента и оценки действия ингибиторов.
Физиологический и клеточный контекст
Остатки 98–110 происходят из α-цепи коллагена I и отражают последовательностные мотивы, встречающиеся при биосинтезе и сворачивании проколлагена в эндоплазматическом ретикулуме. In vivo аналогичные последовательности являются частью более крупного тройной спиральной домена, взаимодействующего с молекулярными шаперонами и модифицирующими ферментами; в виде короткого фрагмента этот пептид в первую очередь полезен как зонд для изучения взаимодействий фермент–субстрат, а не как структурный аналог полной тройной спирали. В бесклеточных анализах он моделирует локальную последовательную среду для действия лизилгидроксилазы; в клеточных условиях полный полипептид проколлагена и его сборка в тройные спирали определяют физиологическую обработку.
Идентификаторы и синонимы
Регистрационные номера и коды
- Номер CAS: 33-12-7 (предоставленный регистрационный идентификатор).
- 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
(Идентификаторы выше приведены согласно данным для данного вещества.)
Синонимы и биологические наименования
- коллаген I, α-цепь (98-110)
- Gly-Leu-Hyp-Gly-Nle-Lys-Gly-His-Arg-Gly-Phe-Ser-Gly
- Коллаген I, α-цепь (98-110)
- Gly-leu-hyp-gly-nle-lys-gly-his-arg-gly-phe-ser-gly
- RefChem:918925
Эти наименования и описания последовательности взаимозаменяемы в биологических и биохимических контекстах для обозначения одного и того же пептидного фрагмента и его общепринятого сокращённого представления последовательности.
Обзор безопасности и обращения
Обращение и хранение биохимических материалов
Этот пептид является нелетучим, водорастворимым биохимическим реагентом. Общие принципы безопасного обращения с пептидами и синтетическими биохимическими субстратами: использовать соответствующие средства индивидуальной защиты (перчатки, лабораторный халат, средства защиты глаз); избегать вдыхания порошков и контакта с слизистыми оболочками; контролировать образование пыли при обращении с лиофилизированным материалом. Хранить в сухом виде, защищённом от влаги и протеолитического загрязнения; во многих лабораториях синтетические пептиды хранятся лиофилизированными при низкой температуре и восстанавливаются непосредственно перед использованием для минимизации деградации и воздействия циклов замораживания–оттаивания. Для радиомеченых вариантов (например, тритий-меченый материал) необходимо соблюдать институциональные процедуры радиационной безопасности и местные правила хранения, обращения и утилизации. Для подробной информации о рисках, транспортировке и нормативных требованиях пользователи должны обращаться к специфическому для продукта паспорт безопасности (SDS) и местному законодательству.
