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1. (EP1219603) Tryptophan analogs in proteins, peptides and peptidic structures
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Ansprüche

1. Protein, Peptid oder peptidische Leitstruktur,
dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Chalkogen-enthaltendes Aminosäureanalogon von Tryptophan und/oder mindestens ein Halogen-enthaltendes Aminosäureanalogon von Tryptophan umfasst, wobei das Chalkogen aus der Gruppe, bestehend aus Schwefel, Selen und Tellur, ausgewählt ist, und das Halogen aus der Gruppe, bestehend aus Brom und Iod, ausgewählt ist, und Peptide, die Brom-enthaltende Aminosäureanaloga von Tryptophan umfassen, ausgeschlossen sind.
  2. Protein, Peptid oder peptidische Leitstruktur nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aromatizität in dem dem Indolring von Tryptophan entsprechenden Ringsystem des Aminosäureanalogons erhalten ist.
  3. Protein, Peptid oder peptidische Leitstruktur nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das dem Indolring von Tryptophan entsprechende Ringsystem zwei kondensierte Fünfringe umfasst, wobei sich eine NH-Gruppe in dem einen Fünfring befindet und ein Chalkogen in dem anderen Fünfring eingebaut ist.
  4. Protein, Peptid oder peptidische Leitstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Chalkogen Selen ist.
  5. Protein, Peptid oder peptidische Leitstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aminosäureanalogon von Tryptophan aus der Gruppe, bestehend aus β-Selenolo[3,2-b]pyrrolyl-L-alanin und β-Selenolo[2,3-b]pyrrolyl-L-alanin, ausgewählt ist.
  6. Protein, Peptid oder peptidische Leitstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das dem Indolring von Tryptophan entsprechende Ringsystem mit Halogenen substituiert ist.
  7. Protein, Peptid oder peptidische Leitstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aminosäureanalogon von Tryptophan aus der Gruppe, bestehend aus β-Thieno[3,2-b]pyrrolyl-L-alanin, β-Thieno[2,3-b]pyrrolyl-L-alanin, β-Tellurolo[3,2-b]pyrrolyl-L-alanin und β-Tellurolo[2,3-b]pyrrolyl-L-alanin, 4-Bromo-Tryptophan, 5-Bromo-Tryptophan, 6-Bromo-Tryptophan, 4-Jodo-Tryptophan, 5-Jodo-Tryptophan und 6-Jodo-Tryptophan ausgewählt ist.
  8. Protein, Peptid oder peptidische Leitstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aminosäureanalogon von Tryptophan eine kanonische Aminosäure eines nativen Proteins, eines nativen Peptids oder einer nativen peptidischen Leitstruktur ersetzt.
  9. Protein, Peptid oder peptidische Leitstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass alle Tryptophanreste der Sequenz eines nativen Proteins, eines nativen Peptids oder einer nativen peptidischen Leitstruktur durch Aminosäureanaloga von Tryptophan ersetzt sind.
  10. Verfahren zur Markierung von Proteinen, Peptiden oder peptidischen Leitstrukturen für kristallographische und/oder spektroskopische Untersuchungen,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Chalkogen-enthaltendes Aminosäureanalogon von Tryptophan und/oder mindestens ein Halogen-enthaltendes Aminosäureanalogon von Tryptophan in ein Protein, ein Peptid oder eine peptidische Leitstruktur eingebaut wird, wobei das Chalkogen aus der Gruppe, bestehend aus Schwefel, Selen und Tellur, ausgewählt wird, und das Halogen aus der Gruppe, bestehend aus Brom und Iod, ausgewählt wird, und Peptide, die Brom-enthaltende Aminosäureanaloga von Trypthophan umfassen, ausgeschlossen sind.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Einbau des Aminosäureanalogons von Tryptophan in das Protein in vivo in einer Wirtszelle erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass der Einbau des Aminosäureanalogons von Tryptophan in das Protein die folgenden Schritte umfasst:

a) Bereitstellen einer Wirtszelle mit einer für das Protein kodierenden Nukleinsäuresequenz in operativer Verknüpfung mit einer regulierbaren Expressionskontrollsequenz,

b) Kultivieren der Zelle unter Bedingungen, bei denen die Transkription der für das Peptid oder Protein kodierenden Nukleinsäuresequenz weitgehend abgeschaltet ist,

c) Zugeben des Aminosäureanalogons von Tryptophan, und

d) Induzieren der Expression des Peptids oder Proteins.


  13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirtszelle verwendet wird, die für eine durch das Aminosäureanalogon von Tryptophan zu ersetzende kanonische Aminosäure auxotroph ist, und bei Schritt a) die zu ersetzende kanonische Aminosäure dem Medium zugesetzt wird.
  14. Verfahren zur Bestimmung der dreidimensionalen Struktur von Proteinen, Peptiden oder peptidischen Leitstrukturen mittels Kristallstrukturanalyse, umfassend die folgenden Schritte:

a) Herstellung eines Proteins, eines Peptids oder einer peptidischen Leitstruktur, welches bzw. welche mindestens ein Chalkogen-enthaltendes Aminosäureanalogon und/oder mindestens ein Halogen-enthaltendes Aminosäureanalogon von Tryptophan umfasst, wobei das Chalkogen aus der Gruppe, bestehend aus Schwefel, Selen und Tellur, ausgewählt wird, und das Halogen aus der Gruppe, bestehend aus Brom und Iod, ausgewählt wird, durch Substitution mindestens eines Tryptophanrests des nativen Proteins, des nativen Peptids oder der nativen peptidischen Leitstruktur durch ein Aminosäureanalogon von Tryptophan;

b) Kristallisierung des in Schritt a) hergestellten Proteins, Peptids bzw. der peptidischen Leitstruktur;

c) Kristallstrukturanalyse des Kristalls des Proteins, Peptids bzw. der peptidischen Leitstruktur aus Schritt b).


  15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Phasen der Streuwellen (Strukturfaktoren) in Schritt c) nach der MAD-Methode das Aminosäureanalogon von Tryptophan ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Selen-, Brom- und Iod-enthaltenden Aminosäureanaloga.
  16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aminosäureanalogon von Tryptophan aus der Gruppe, bestehend aus β-Selenolo[3,2-b]pyrrolyl-L-alanin, β-Selenolo[2,3-b]pyrrolyl-L-alanin, 4-Bromo-Tryptophan, 5-Bromo-Tryptophan, 6-Bromo-Tryptophan, 4-Jodo-Tryptophan, 5-Jodo-Tryptophan und 6-Jodo-Tryptophan, ausgewählt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Phasen der Streuwellen (Strukturfaktoren) in Schritt c) nach der Methode der multiplen Schweratomderivate das Aminosäureanalogon von Tryptophan ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Schwefel-, Tellur-, Brom- und Iod-enthaltenden Aminosäureanaloga.
  18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aminosäureanalogon von Tryptophan ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus β-Thieno[3,2-b]pyrrolyl-L-alanin, β-Thieno[2,3-b]pyrrolyl-Lalanin, β-Tellurolo[3,2-b]pyrrolyl)-L-alanin, β-Tellurolo[2,3-b]pyrrolyl)-L-alanin, 4-Bromo-Tryptophan, 5-Bromo-Tryptophan, 6-Bromo-Tryptophan, 4-Jodo-Tryptophan, 5-Jodo-Tryptophan und 6-Jodo-Tryptophan.
  19. Verwendung von Chalkogen- und/oder Halogen-enthaltenden Aminosäureanaloga von Tryptophan zur Markierung von Proteinen, Peptiden oder peptidischen Leitstrukturen für Fluoreszenz-spektroskopische Untersuchungen.
  20. Verwendung von Chalkogen-enthaltenden Aminosäureanaloga von Tryptophan zur Markierung von Proteinen, Peptiden oder peptidischen Leitstrukturen für UVspektroskopische Untersuchungen.
  21. Verwendung von Chalkogen- und/oder Halogen-enthaltenden Aminosäureanaloga, insbesondere von 77Se-Analoga, von Tryptophan zur Markierung von Proteinen, Peptiden oder peptidischen Leitstrukturen für NMR-spektroskopische Untersuchungen.
  22. Pharmazeutische Zusammensetzung,
dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff mindestens ein Chalkogen-enthaltendes Aminosäureanalogon von Tryptophan eingebaut in einen Träger, ausgewählt aus einem Protein, einem Peptid oder einer peptidische Leitstruktur, umfasst.
  23. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aminosäureanalogon von Tryptophan β-Thieno[3,2-b]pyrrolyl-L-alanin oder β-Thieno[2,3-b]pyrrolyl-L-alanin ist.