Organische Proteinchemie und ihre Anwendung für Markierungen und Engineering in Lebendzellsystemen

Die Modifizierung von Proteinen mit synthetischen Sonden kann in vielfältiger Weise zur Aufklärung und Beeinflussung von Proteinfunktionen in vitro, in lebenden Zellen oder in vivo genutzt werden. Wir stellen hier die jüngsten Fortschritte bei den Methoden zur chemischen Proteinmodifizierung und ihrer Anwendung beim Protein‐Engineering vor, wobei wir uns auf vier Strategien konzentrieren: 1) Biokonjugationsreaktionen von Aminosäuren an der Oberfläche natürlicher Proteine, hauptsächlich im Reagenzglas; 2) bioorthogonale Reaktionen von Proteinen mit nichtnatürlichen reaktiven Markergruppen; 3) Kupplung von Erkennungs‐ und reaktiven Regionen unter Verwendung eines Paars aus Enzym oder kurzem Peptid mit einem Sondenmarker zur Markierung natürlicher Aminosäuren 4) ligandendirigierte chemische Reaktionen zur selektiven Markierung endogener Proteine in lebenden Systemen. Zusammengenommen bieten diese Techniken ein nützliches Repertoire von Methoden zur Anwendung in der chemischen Biologie, wobei die drei letztgenannten auf unveränderte (lebende) Systeme anwendbar sind. Die organische Chemie zur Manipulation endogener Proteine ist zwar noch in einer frühen Phase, doch die nachfolgend beschriebenen Anwendungen sind ein lohnendes Ziel für Chemiker.