Bioconjugation comporta covalentemente collegando una biomolecola con un altro o con una molecola sintetica, come un colorante, farmaco o un polimero. Metodi bioconjugation proteine sono ora ampiamente utilizzate in molti chimica, biologia e nanotecnologia gruppi di ricerca con applicazioni che vanno dal fluorescente etichettatura tintura 1,2, rendendo di proteine (anticorpi) -prodrugs 3 (coniugati anticorpo - ADC) sintesi di dimeri di proteine 4,5 , fino alla ibridi proteina-polimeri autoassemblanti 6,7 utilizzati in nanomedicina 8 e chimica dei sistemi 9.
Specificità della chimica utilizzata per bioconjugation, pur non sempre critico, è di estrema importanza per bioconiugati proteiche più funzionali, in modo da non interferire con il sito attivo della proteina bersaglio. La reazione ideale bioconjugation deve soddisfare diversi criteri, tra cui: i) di targeting siti rare o uniche sulla proteina di interesse,ii) essere selettivo verso questo obiettivo, iii) procedere in condizioni non denaturanti per evitare proteine dispiegarsi e iv) essere ad alto rendimento come la proteina bersaglio è solitamente disponibile solo a concentrazioni sub-millimolare. Il maleimmide - addizione di Michael cisteina si avvicina a soddisfare tutti questi criteri, e ha per questo motivo a lungo sostenuto uno status speciale nel campo della chimica bioconjugate 10. Questo perché i) molte proteine contenenti residui di una sola cisteina sulla loro superficie può essere geneticamente lì, ii) al pH corretto la reazione è altamente selettivo verso cisteina, iii) procede senza intoppi in buffer acquosi e iv) è molto veloce con la seconda costante di velocità dell'ordine di maleimmidi alle proteine cisteina contenenti segnalati per superare i 5.000 m -1 sec -1, in alcuni casi 11. A condizione che la proteina di interesse può tollerare una piccola (≈ 5-10%) quantità di organico cosolvente 12, quasi tutte dye maleimide-funzionalizzata, poLymer, superficie o un'altra proteina può essere collegato alle proteine. Inoltre, maleimmidi sono più specifiche per cisteine su proteine che iodoacetamides, che sono più inclini a reagire con altri nucleofili a pH elevato; e più stabile di coniugazioni disolfuro-based che devono essere mantenuti a pH acido per impedire lo scambio disolfuro 13.
Qui riportiamo un protocollo generico per la coniugazione di molecole maleimmide-funzionalizzato ad una proteina contenente un singolo residuo di cisteina utilizzando la reazione tra un Ru (II) cromoforo sede e la proteina redox citocromo c come esempio. Questo protocollo è ugualmente applicabile alla maggior parte altre proteine contenenti un accessibile residui superficiali cisteina e la corrispondente porta maleimide-funzionalizzati, sia un'altra proteina, un colorante fluorescente, un cromoforo o un polimero sintetico.