Biochemie und analytische Biochemie

Abstrakt

Wirksamkeit von L-Cystein als Antioxidans bei der Papain-katalysierten Synthese von Oligopeptiden in organischen Lösungsmittelsystemen

Santhana Srinivasan, Shubhen Kapila, Daniel Forciniti und Paul Nam

Die enzymatische Peptidsynthese hat für die Synthese von High-Bypass-Oligopeptid-Futterergänzungsmitteln in der Tierernährung beträchtliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Eine robuste Protease (Papain) mit einem Cysteinrest am aktiven Zentrum erfordert die Anwesenheit eines Antioxidans im Reaktionsmedium, um sicherzustellen, dass die Thiolgruppe intakt bleibt. Freies Cystein war das Antioxidans der Wahl für die Papain-katalysierte Synthese von Oligopeptiden in wässrigen Systemen. Aufgrund der begrenzten Löslichkeit von Cystein in organischen Lösungsmitteln ist es jedoch im Allgemeinen kein geeignetes Antioxidans für die Synthese von Oligopeptiden in zweiphasigen Lösungsmittelsystemen; stattdessen wird häufig Mercaptoethanol verwendet. Lysin und Methionin sind zwei bekannte limitierende Aminosäuren, die in Viehfutter und Geflügel verwendet werden. Die Synthese von Co-Oligopeptiden aus Lysin und Methionin wurde im Allgemeinen in zweiphasigen Lösungsmittelsystemen mit Mercaptoethanol als Antioxidans versucht. Aufgrund der inhärenten Toxizität von Mercaptoethanol, selbst in Spuren, ist seine Verwendung bei der Synthese von Oligopeptiden, die als Futterergänzungsmittel verwendet werden sollen, unerwünscht. Die Verwendung nichttoxischer Antioxidantien wie Cystein würde das Endprodukt als Nahrungsergänzungsmittel für Tierfutter besser geeignet machen. Daher wurde die Wirksamkeit von L-Cystein als Antioxidans bei der Papain-katalysierten Oligomerisierung von Lys, Arg, Glu und Asp in zwei organischen Systemen untersucht: einem dreiphasigen mikrowässrigen Medium bestehend aus n-Octan, DFP und Wasser sowie homogenen ACN/Wasser-Mischungen. Die Reaktionen wurden auch unter einer Argonatmosphäre in Anwesenheit und Abwesenheit von Antioxidantien durchgeführt. Die Ergebnisse der Experimente zeigten, dass L-Cystein die Oligomersynthese sowohl im Dreiphasensystem als auch in der ACN/Wasser-Mischung erleichterte. Die Gesamtoligomerausbeute lag in Anwesenheit von L-Cystein bei über 75 %. Die durch unter Argonatmosphäre durchgeführte Reaktionen erzielte Oligopeptidausbeute lag unter 20 %.