Reagents for Chemical Oligophosphorylation, Synthesis of Oligophosphate-Organic Molecule Conjugates, and Biochemical Studies

用于化学低磷酸化、低磷酸盐-有机分子缀合物的合成以及生化研究的试剂

基本信息

项目摘要

Phosphorylated biomolecules play essential roles in human physiology, health, and medicine. Biological tar- gets for phosphorylation include nucleosides, lipids, amino acids, peptides, and proteins. It has been discovered recently that polyphosphorylation of proteins is an important post-translational modification, spurring researchers to synthesize chemical probes containing oligophosphate chains of specific lengths as tools to explore what has been termed the human polyP-ome. This development exposes the need for well-defined chemical reagents to enable phosphate chains of a desired length to be conjugated to an organic molecule of interest. Recently we reported the first well defined, crystalline reagent for the triphosphorylation of C, N, and O nucleophiles. This was obtained by activation of trimetaphosphate using a modern peptide coupling reagent, and now we propose to extend the methodology to afford new reagents for tetra-, penta-, and hexa-phosphorylation of C, N, and O nucle- ophiles; this is what we term our class I family of reagents for oligophosphorylation of organic molecules. We also propose to develop a class II family of reagents that is derived from the class I family by oligophosphorylation of the classic Wittig reagent, H2CPPh3. The class II family of reagents opens up the possibility to make the con- nection between an oligophosphate and a desired aldehyde-containing organic molecule via the Wittig reaction; in this case the constructs so obtained will contain a non-hydrolyzable P–C bond next to the new olefinic junction between the oligophosphate and the organic substrate. When using either the class I or II reagents to make the connection between an organic molecule and an oligophosphate chain, the initially formed product will contain an intact cyclophosphate residue. We propose to isolate and characterize such intermediates. Some of these will be stable under physiological conditions and will be targeted for further study. We will study the ring-opening of the cyclic intermediates by a variety of nucleophiles; use of hydroxide will give simply a terminal phosphate group at the end of the oligophosphate chain, while other nucleophiles are expected to result in target constructs that may contain linkages to two different organic residues at either end of the linear oligophosphate chain. In collabora- tion with the Raines group (MIT Chemistry) we propose to undertake collaborative biochemical studies of bovine pancreatic ribonuclease A (RNase A) inhibition by oligophosphates and their organic-molecule conjugates. Small molecule ribonuclease inhibitors are valuable biochemical tools for studies of RNA for which success often relies on shutting down all ribonucleolytic activity. Also in collaboration with Raines we propose to map out via protein crystallography the binding mode for oligophosphates and their organic conjugates in the RNase A active site, to aid in the iterative design of improved inhibitors.
磷酸化的生物分子在人类生理,健康和医学中起重要作用。生物焦油 获得磷酸化包括核苷,脂质,氨基酸,胡椒粉和蛋白质。它已经被发现 最近,蛋白质的多磷酸化是一种重要的翻译后修饰,刺激了研究人员 综合包含特定长度的寡磷酸盐链的化学问题,以探索什么工具 被称为人类息肉。这种发展暴露了对明确定义的化学试剂的需求 使所需长度的磷酸盐链与有机分子共轭。最近我们 报道了第一个良好定义的Crystalline试剂,用于C,N和O核粉状的三磷酸化。 是通过使用现代肽偶联试剂激活三磷酸来获得的,现在我们建议 扩展了用于提供新试剂的方法,用于C,N和O核的四,五体和Hexa-磷酸化。 Ophiles;这就是我们认为有机分子寡磷酸化试剂的I类。我们也是 提议开发II类试剂家族,该家族是通过寡磷酸化从I级家族衍生而来的 经典的Wittig试剂H2CPH3。 II级试剂家族开辟了使该概念的可能性 通过Wittig反应,寡磷酸盐和所需的含有醛的有机分子之间的缝合; 在这种情况下,因此获得的构建体将在新的烯烃结合 在寡磷酸盐和有机底物之间。当使用I类或II级试剂时 有机分子与寡磷酸链之间的连接,最初形成的产品将包含一个 完整的环磷酸住宅。我们建议分离并表征此类中间体。其中一些将是 在生理条件下稳定,将被针对进一步研究。我们将研究开放的环 各种核磷酸盐的循环中间体;使用氢氧化物将仅提供一个末端磷酸组 寡磷酸酯链的末端,而其他核磷酸盐预计将导致目标结构 在线性寡磷酸盐链的任一端都包含与两个不同的有机残基的联系。在合作中 - 我们建议与Raines Group(MIT化学)进行牛协作生化研究 寡磷酸盐及其有机分子结合物抑制胰腺核糖核酸酶A(RNase A)。小的 分子核糖核酸酶抑制剂是有价值的生化工具,用于研究成功的RNA 关闭所有核糖核解活性。另外,我们建议通过蛋白质进行绘制 晶体学在RNase中的寡磷酸盐及其有机偶联物的结合模式在活性位点到 有助于改善抑制剂的迭代设计。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Synthesis of α,δ-Disubstituted Tetraphosphates and Terminally-Functionalized Nucleoside Pentaphosphates.
Beyond Triphosphates: Reagents and Methods for Chemical Oligophosphorylation.
  • DOI:
    10.1021/jacs.1c07990
  • 发表时间:
    2022-05-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Shepard, Scott M.;Jessen, Henning J.;Cummins, Christopher C.
  • 通讯作者:
    Cummins, Christopher C.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

CHRISTOPHER C CUMMINS其他文献

CHRISTOPHER C CUMMINS的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('CHRISTOPHER C CUMMINS', 18)}}的其他基金

Reagents for Chemical Oligophosphorylation, Synthesis of Oligophosphate-Organic Molecule Conjugates, and Biochemical Studies
用于化学低磷酸化、低磷酸盐-有机分子缀合物的合成以及生化研究的试剂
  • 批准号:
    9886568
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.17万
  • 项目类别:
Reagents for Chemical Oligophosphorylation, Synthesis of Oligophosphate-Organic Molecule Conjugates, and Biochemical Studies
用于化学低磷酸化、低磷酸盐-有机分子缀合物的合成以及生化研究的试剂
  • 批准号:
    10337061
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.17万
  • 项目类别:
Reagents for Chemical Oligophosphorylation, Synthesis of Oligophosphate-Organic Molecule Conjugates, and Biochemical Studies
用于化学低磷酸化、低磷酸盐-有机分子缀合物的合成以及生化研究的试剂
  • 批准号:
    10388634
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 29.17万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于与氨基酸互作的丙烯醛体内暴露水平升高机制研究
  • 批准号:
    32372242
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
氨基酸对热加工食品中三种共存有害醛的协同消除机制研究
  • 批准号:
    32102097
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    24.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
氨基酸对热加工食品中三种共存有害醛的协同消除机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
L-苏氨酸醛缩酶催化合成β-羟基-α-氨基酸的β-碳立体选择性机理研究
  • 批准号:
    21602246
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
醛基功能化金属-有机骨架材料的构筑及其对巯基氨基酸的识别研究
  • 批准号:
    21401086
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Repurposing Styrene Catabolic Enzymes for the Synthesis of Penicillins
重新利用苯乙烯分解代谢酶来合成青霉素
  • 批准号:
    10686815
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 29.17万
  • 项目类别:
Repurposing Styrene Catabolic Enzymes for the Synthesis of Penicillins
重新利用苯乙烯分解代谢酶来合成青霉素
  • 批准号:
    10411114
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 29.17万
  • 项目类别:
Elucidating pro-metastatic collagen modifying activities of lysyl hydroxylase 2
阐明赖氨酰羟化酶 2 的促转移胶原蛋白修饰活性
  • 批准号:
    10376870
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 29.17万
  • 项目类别:
Elucidating pro-metastatic collagen modifying activities of lysyl hydroxylase 2
阐明赖氨酰羟化酶 2 的促转移胶原蛋白修饰活性
  • 批准号:
    10208217
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 29.17万
  • 项目类别:
Elucidating pro-metastatic collagen modifying activities of lysyl hydroxylase 2
阐明赖氨酰羟化酶 2 的促转移胶原蛋白修饰活性
  • 批准号:
    10599177
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 29.17万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了