نزع الأميد

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
تفاعل نزع الأميد من Asn-Gly (أعلى اليمين) إلى Asp-Gly (على اليسار) أو iso(Asp)-Gly (باللون الأخضر في أسفل اليمين)

نزع الأميد هو تفاعل كيميائي يتم فيه إزالة مجموعة الأميد الوظيفية من السلسلة الجانبية للأحماض الأمينية الأسباراجين أو الجلوتامين ، أو تحويلها إلى مجموعة وظيفية أخرى. عادةً، يتحول الأسباراجين إلى حمض الأسبارتيك أو حمض الأيزوأسبارتيك ، بينما يتحول الجلوتامين إلى حمض الجلوتاميك أو حمض البيروجلوتاميك (5- أوكسوبرولين ). في البروتينات والببتيدات ، تُعد هذه التفاعلات مهمة لأنها قد تُغير بنيتها أو استقرارها أو وظيفتها، وقد تؤدي إلى تحلل البروتين. يتمثل التغير الكيميائي الصافي في إضافة مجموعة ماء وإزالة مجموعة أمونيا، وهو ما يُقابله زيادة في الكتلة بمقدار 1 (0.98402) دالتون. على الرغم من حدوث نزع الأميد على الجلوتامين والأسباراجين المُغلْيكوزيلي والأميدات الأخرى، إلا أن هذه الزيادة ضئيلة في ظل ظروف التحلل البروتيني النموذجية. [ 1 ]

في عملية نزع الأميد من بقايا الأسباراجين في الظروف الفيزيولوجية، تتعرض السلسلة الجانبية لهجوم من ذرة النيتروجين في مجموعة الببتيد التالية (باللون الأسود أعلى يمين الشكل)، مما يُشكل وسيط سكسينيميد غير متماثل (باللون الأحمر). ينتج عن عدم تماثل هذا الوسيط ناتجان لتحلله المائي، إما حمض الأسبارتيك (باللون الأسود على اليسار) أو حمض الأيزوأسبارتيك، وهو حمض أميني بيتا (باللون الأخضر أسفل اليمين). مع ذلك، ثمة مخاوف من إمكانية تحول حمض الأسبارتيك إلى متصاوغ آخر بعد نزع الأميد. [ 2 ] قد تتم عملية نزع الأميد من بقايا الجلوتامين عبر الآلية نفسها، ولكن بمعدل أبطأ بكثير، نظرًا لأن تكوين وسيط الجلوتاريميد ذي الحلقة السداسية أقل تفضيلًا من وسيط السكسينيميد بالنسبة للأسباراجين. بشكل عام، يمكن التخلص من نزع الأميد عن طريق التحلل البروتيني عند درجة حموضة حمضية أو عند درجة حموضة قاعدية قليلاً (4.5 و 8.0 على التوالي) باستخدام الإندو بروتياز، Glu-C. [ 2 ]

تعتمد معدلات نزع الأميد على عوامل متعددة، بما في ذلك التسلسلات الأولية والبنى ذات الترتيب الأعلى للبروتينات، ودرجة الحموضة، ودرجة الحرارة، ومكونات المحاليل. وتُثبَّت معظم مواقع نزع الأميد المحتملة بواسطة البنية ذات الترتيب الأعلى. يُعدّ Asn-Gly (NG) الأكثر مرونة، ونظرًا لكونه حمضيًا، فهو الأكثر عرضة لنزع الأميد، ويبلغ عمر النصف له حوالي 24 ساعة في الظروف الفيزيولوجية (درجة حموضة  7.4، 37  درجة مئوية). [ 3 ]

عندما يكون حمضًا أمينيًا حرًا، أو كبقايا طرفية N في ببتيد أو بروتين، فإنه يُنزع منه مجموعة الأميد بسهولة ليُشكّل حمض البيروغلوتاميك (5-أوكسوبرولين). يحدث التفاعل عبر هجوم نيوكليوفيلي من مجموعة الأمينو ألفا على مجموعة الأميد في السلسلة الجانبية لتكوين لاكتام غاما مع إزالة الأمونيا من السلسلة الجانبية.

الطريقة التحليلية

تُحلل عملية نزع الأميد من البروتينات عادةً باستخدام كروماتوغرافيا السائل ذي الطور العكسي (RPLC) من خلال رسم خرائط الببتيدات. وقد تم مؤخرًا الإبلاغ عن طريقة ERLIC-MS/MS الجديدة التي من شأنها تحسين فصل الببتيدات منزوعة الأميد عن تلك غير منزوعة الأميد، مع زيادة دقة تحديدها وقياس كميتها. [ 4 ]

يُستخدم مطياف الكتلة بشكل شائع لتوصيف حالات نزع الأميد من البروتينات، بما في ذلك الأجسام المضادة وحيدة النسيلة العلاجية. [ 5 ] وتُعد هذه التقنية مفيدة بشكل خاص لتحليل نزع الأميد نظرًا لحساسيتها العالية وسرعتها ودقتها. وهذا يسمح بتحليل نزع الأميد في مواقع محددة. [ 6 ]

يُعدّ تكوّن شوائب ناتجة عن نزع الأميد أثناء تحضير العينات أحد التحديات الرئيسية لاستخدام مطياف الكتلة. تُشوّه هذه الشوائب النتائج بشكل كبير لأنها تُوحي بمعدلات أعلى لنزع الأميد التلقائي مما هو مُلاحظ فعليًا. قد يُشكّل هذا مشكلة في حالة البروتينات العلاجية، حيث يُمكن أن تُصنّف بشكل خاطئ في بروتوكولات مراقبة الجودة إذا كانت نسبة كبيرة من نزع الأميد المُكتشف ناتجة عن هذه الشوائب. تُشير الدراسات الحديثة إلى أن انخفاض الرقم الهيدروجيني يُمكن أن يُقلّل من معدل شوائب نزع الأميد. [ 2 ]

حركية نزع الأميد

يُعتقد أن تفاعلات نزع الأميد هي أحد العوامل التي تحد من العمر الافتراضي للبروتينات. [ 1 ]

تتم عملية نزع الأميد بسرعة أكبر بكثير إذا تبع الحمض الأميني القابل للتفاعل بقايا صغيرة ومرنة مثل الجلايسين ، حيث يتيح انخفاض إعاقته الفراغية لمجموعة الببتيد فرصة للهجوم. كما تتم تفاعلات نزع الأميد بسرعة أكبر بكثير عند ارتفاع درجة الحموضة (أكثر من 10) ودرجة الحرارة .

أظهر الإندوبروتياز، Glu-C، خصوصية لحمض الجلوتاميك فقط عندما يكون في ظروف حموضة محددة (4.5 و 8.0) وقام بفصل الجانب الطرفي C عندما يكون في محلول مع Tris-HCl أو البيكربونات أو الأسيتات.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 كلارك، س. (2003). "الشيخوخة كحرب بين العمليات الكيميائية والبيوكيميائية: مثيلة البروتين والتعرف على البروتينات المتضررة بالشيخوخة لإصلاحها". مجلة أبحاث الشيخوخة ، 2 (3): 263-285 . doi : 10.1016/S1568-1637(03)00011-4 . PMID 12726775. S2CID 18135051 .  
  2. 1 2 3 ليو، شانشان؛ مولتون، كيفن رايان؛ أوكلير، جاريد روبرت؛ تشو، تشاوهوي ساني (2016-04-01). "الظروف الحمضية المعتدلة تقضي على شوائب نزع الأميد أثناء التحلل البروتيني: الهضم باستخدام إنزيم Glu-C الداخلي عند درجة حموضة 4.5" . الأحماض الأمينية . 48 (4): 1059-1067 . doi : 10.1007/s00726-015-2166-z . ISSN 1438-2199 . PMC 4795971. PMID 26748652 .   
  3. ↑ تايلر-كروس ر، شيرش ف (1991) تأثير تسلسل الأحماض الأمينية، والمحاليل المنظمة، والقوة الأيونية على معدل وآلية نزع الأميد من بقايا الأسباراجين في الببتيدات الصغيرة. مجلة الكيمياء البيولوجية 266: 22549-22556
  4. ↑ تشن، جينغ (2018). " توصيف الأجسام المضادة باستخدام تقنية رسم خرائط الببتيدات القائمة على ERLIC-MS/MS" . mAbs . 10 (7): 1–9 . doi : 10.1080/19420862.2018.1505179 . PMC 6204790. PMID 30130443 .  
  5. ↑ وانغ، ويجي؛ ميلر، أندريا ر.؛ بيرجيرود، لوك ت.؛ هيسلبرغ، مارك؛ بيرن، مايكل؛ وو، تشوتشون (2012). "القياس الكمي والتحليلي لإزالة الأميد من الأجسام المضادة عن طريق رسم خرائط الببتيد باستخدام مطياف الكتلة". المجلة الدولية لمطياف الكتلة . 312 : 107-113 . Bibcode : 2012IJMSp.312..107W . doi : 10.1016/j.ijms.2011.06.006 .
  6. ↑ هاو، بيليانغ؛ أداف، سونيل س.؛ غالارت-بالاو، خافيير؛ سزي، سيو كوان (نوفمبر 2017). "التطورات الحديثة في تحليل نزع الأميد من البروتين باستخدام مطياف الكتلة". مراجعات مطياف الكتلة . 36 (6): 677-692 . Bibcode : 2017MSRv...36..677H . doi : 10.1002/mas.21491 . ISSN 1098-2787 . PMID 26763661 .