Remarkably Stereospecific Utilization of ATP α,β-Halomethylene Analogues by Protein Kinases.
Remarkably Stereospecific Utilization of ATP α,β-Halomethylene Analogues by Protein Kinases.
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蛋白激酶对 ATP α,β-卤代亚甲基类似物的显着立体特异性利用
DOI：
10.1021/jacs.7b03266
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发表时间：
2017-06-14
影响因子：
15
通讯作者：
Zhang C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ni F;Kung A;Duan Y;Shah V;Amador CD;Guo M;Fan X;Chen L;Chen Y;McKenna CE;Zhang C
含有 CXY 基团代替 α,β-桥接氧原子的 ATP 类似物是研究 ATP 依赖性酶的强大化学探针。此类探针的局限性在于，当桥接碳取代不等价（X≠Y）时，常规合成方法会产生非对映异构体的混合物。我们在此报告了一种基于双膦酸酯前体与 D-苯基甘氨酸手性助剂的衍生化的新方法，该方法能够制备 α,β-CHF-ATP 和 α,β-CHCl-ATP 的各个非对映异构体，它们仅在 CHX 碳的构型上有所不同。当对十几种不同的蛋白激酶进行测试时，这些单独的非对映异构体在酶的利用中表现出显着的非对映特异性（高达 1000 倍以上）。这种高选择性可以利用酶促方法来获得原本难以获得的 α,β-CHBr-ATP 非对映异构体。与 α,β-CHX-ADP 结合的酪氨酸激酶 Src 的晶体结构建立了 CHX 碳的绝对构型，并有助于阐明所观察到的显着非对映特异性的起源。我们进一步合成了 α,β-CHF-γ-硫醇-ATP 的各个非对映异构体，并证明了它们在标记多种激酶底物方面的实用性。这两种互补策略提供的新型 ATP 底物类似物应该在 ATP 依赖性酶的结构和功能研究中具有广泛的应用。
ATP analogues containing a CXY group in place of the α,β-bridging oxygen atom are powerful chemical probes for studying ATP-dependent enzymes. A limitation of such probes has been that conventional synthetic methods generate a mixture of diastereomers when the bridging carbon substitution is nonequivalent (X ≠ Y). We report here a novel method based on derivatization of a bisphosphonate precursor with a D-phenylglycine chiral auxiliary that enables preparation of the individual diastereomers of α,β-CHF-ATP and α,β-CHCl-ATP, which differ only in the configuration at the CHX carbon. When tested on a dozen divergent protein kinases, these individual diastereomers exhibit remarkable diastereospecificity (up to over 1000-fold) in utilization by the enzymes. This high selectivity can be exploited in an enzymatic approach to obtain the otherwise inaccessible diastereomers of α,β-CHBr-ATP. The crystal structure of a tyrosine kinase Src bound to α,β-CHX-ADP establishes the absolute configuration of the CHX carbon and helps clarify the origin of the remarkable diastereospecificity observed. We further synthesized the individual diastereomers of α,β-CHF-γ-thiol-ATP and demonstrated their utility in labeling a wide spectrum of kinase substrates. The novel ATP substrate analogues afforded by these two complementary strategies should have broad application in the study of the structure and function of ATP-dependent enzymes.
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影响因子：
15
作者：
Feldman AW;Dien VT;Romesberg FE
通讯作者：
Romesberg FE
影响因子：
15
作者：
Batra VK;Pedersen LC;Beard WA;Wilson SH;Kashemirov BA;Upton TG;Goodman MF;McKenna CE
通讯作者：
McKenna CE
影响因子：
62.1
作者：
Hoffman, Brian M.;Lukoyanov, Dmitriy;Yang, Zhi-Yong;Dean, Dennis R.;Seefeldt, Lance C.
通讯作者：
Seefeldt, Lance C.
DOI：
10.1107/s2059798316000401
发表时间：
2016-03
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Structural biology
影响因子：
--
作者：
Pike AC;Garman EF;Krojer T;von Delft F;Carpenter EP
通讯作者：
Carpenter EP
影响因子：
5.2
作者：
Kadina AP;Kashemirov BA;Oertell K;Batra VK;Wilson SH;Goodman MF;McKenna CE
通讯作者：
McKenna CE