Аффинные метки представляют собой класс ингибиторов ферментов , которые ковалентно связываются со своей мишенью, вызывая ее инактивацию. Отличительной чертой аффинной метки является использование нацеливающей группы для специфичной и обратимой доставки слабореактивной группы к ферменту, которая необратимо связывается с аминокислотным остатком. Нацеливающая часть метки часто напоминает природный субстрат фермента, поэтому перед ковалентной связью используется аналогичный способ нековалентного связывания. [1] [2] Их полезность в медицине может быть ограничена специфичностью первого этапа нековалентного связывания, тогда как неизбирательное действие может использоваться для таких целей, как аффинное мечение - метод проверки субстрат-специфического связывания соединений. [1]
Эти метки не ограничиваются ферментами, но также могут быть предназначены для взаимодействия с антителами или рибозимами, хотя такое использование встречается реже. Хотя такие белки, как гемоглобин, не имеют активного центра, карманы связывания можно использовать для определения их сродства и, таким образом, помечать.
Метки сходства можно разделить на три отдельные категории в зависимости от их реактивных групп и способа доставки. [3]
Эта категория включает в себя простейший подход связывания электрофила с низкой собственной реакционной способностью с нековалентным связывающим фрагментом, который часто имитирует природный субстрат. Ключом к этому обозначению является то, что реакционная способность электрофила не изменяется под действием фермента и что нековалентная связывающая часть служит для увеличения присутствия и времени жизни электрофила в активном центре ( эффективная молярность ). Слабореакционноспособная группа может реагировать с функциональными группами вне активного центра или на других белках, но селективность обеспечивается нековалентным связывающим фрагментом. Кинетические признаки этого типа ингибитора можно обнаружить при насыщении, поскольку ковалентная реакция (кинакт) становится стадией, ограничивающей скорость при высоких концентрациях ингибитора. Благодаря этому подходу несколько препаратов, таких как афатиниб, получили одобрение FDA. Также был изучен обратный подход: использование слабонуклеофильного ингибитора для атаки связанного с белком электрофила. Этому подходу уделяется гораздо меньше внимания из-за отсутствия белковых электрофилов, и целью могут быть только те, у кого есть подходящие кофакторы . [1] [3]
Покоящиеся аффинные метки представляют собой многообещающий подход к ингибированию ферментов с использованием «замаскированных» реактивных функциональных групп, которые обнаруживаются только в активном центре. Этот подход отличается от инактиваторов, основанных на механизме, тем, что катализ должен быть «вне пути». Одним из лучших примеров, объясняющих эту форму катализа, является инактивация диметиларгиндиметиламиногидролазы (DDAH) 4-галогенпиридинами. При физиологическом pH группа 4-галоген имеет практически незначительную реакционную способность по отношению к тиолатам, но при протонировании азота реакционная способность увеличивается примерно в 4500 раз. Это протонирование происходит вне пути за счет остатка аспартата, который обычно не участвует в катализе. После атаки цистеина активного центра и потери галогенида фермент необратимо модифицируется. Это требование катализа регулирует селективность модификации. [3] Этот класс не ограничивается галогенпиридинами, и использовались функциональные группы, включая эпоксиды и пептидилацилоксиметилкетоны. Кинетическая подпись этого класса напоминает классические метки сродства. Этот термин ранее использовался для описания аффинных меток, которые содержат слабореакционноспособные группы, но в недавней литературе появилась необходимость внепутевого катализа. [4]