N-etilmaleimida

N-Etilmaleimida[1]
Nome IUPAC

1-Etilpirrole-2,5-diona

Outros nomes

Etilmaleimida

Identificadores
Abreviaturas NEM
Número CAS 128-53-0
PubChem 4362
ChemSpider 4209
UNII O3C74ACM9V
DrugBank DB02967
KEGG C02441
ChEBI CHEBI:44485}
ChEMBL CHEMBL8211
Ligando IUPHAR 5335
Imaxes 3D Jmol Image 1
Propiedades
Fórmula molecular C6H7NO2
Masa molecular 125,12528
Punto de fusión 43–46 °C; 109–115 °F; 316–319 K
Punto de ebulición 210 °C; 410 °F; 483 K

Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa.

A N-etilmaleimida (NEM) é un composto orgánico que deriva do ácido maleico. Contén un grupo funcional imida, pero a súa característica máis importante é que é un alqueno que reacciona con grupos tiol e utilízase comunmente para modificar residuos de cisteína en proteínas e péptidos.[2]

Química orgánica

A NEM é un aceptor de Michael, o que significa que engade nucleófilos a grupos tiol. Os tioéteres resultantes presentan un forte enlace C-S e a reacción é virtualmente irreversible. A reacción con grupos tiol ocorre no intervalo de pH de 6,5 a 7,5. A NEM pode reaccionar con aminas ou sufrir hidrólise a pH máis alcalino. A NEM foi amplamente utilizada para probar o papel funcional de grupos tiol en encimoloxía. A NEM é un inhibidor irreversible de todas as cisteína peptidases, e a alquilación ten lugar no grupo tiol do sitio activo (ver esquema).[3][4]

Mecanismo da inhibición irreversible dunha cisteína peptidase con NEM.

Experimentación

En experimentos demostrouse que a NEM bloquea a fusión das membranas das vesículas sinápticas coa membrana plasmática da neurona presináptica durante a neurotransmisión ao inactivar un factor natural presente nas neuronas, que se denominou factor sensible á N-etilmaleimida ou NSF. Este factor foi descuberto por James Rothman e colegas en 1987, que o identificaron ao observar a súa inactivación polo tratamento con NEM. Este ensaio permitiulles purificar o NSF.[5]

En tampóns de lise, utilízase NEM a 20 a 25 mM para inhibir a des-sumoilación de proteínas para análises de western blot. A NEM tamén se utilizou como inhibidor de des-ubiquitinases.

Arthur Kornberg e colegas utilizaron a NEM para inutilizar a ADN polimerase III para comparar a súa actividade coa da ADN polimerase I (pol III e I, respectivanmente). Kornberg fora galardoado co Premio Nobel polo seu descubrimento da pol I, que daquela se cría que era a utilizada para a replicación do ADN bacteriano, aínda que neste experimento demostrou que, realmente, a pol III era o encima utilizado pola maquinaria replicativa.

A NEM activa o fluxo de K dependente de Cl insensible á ouabaína en glóbulos vermellos de ovella e cabra.[6] Este descubrimento contribuíu á identificación molecular do cotransportador K-Cl (KCC) nas células embrionarias humanas transfectadas polo ADNc da isoforma KCC1, 16 anos despois.[7] Desde entón, a NEM foi amplamente utilizada como ferramenta de diagnóstico para descubrir ou manipular a presenza nas membranas de cotransportador K-Cl en células de moitas especies animais.[8] Malia os repetidos intentos fracasados para identificar quimicamente o grupo tiol cargado,[9] a pH fisiolóxico, a NEM pode formar adutos con grupos tiol de proteína quinases que fosforilan o cotransportador de K-Cl (KCC) en residuos específicos de serina e treonina principalmente no dominio C-terminal do transportador.[10] A subseguinte desfosforilación do KCC por proteína fosfatases causa a activación do KCC.[11]

Notas

  1. ↑ N-Ethylmaleimide at Sigma-Aldrich
  2. ↑ Thiol reactive probes Arquivado 28 de xaneiro de 2008 en Wayback Machine. at Invitrogen
  3. ↑ Nelson, D. L.; Cox, M. M. "Lehninger, Principles of Biochemistry" 3rd Ed. Worth Publishing: New York, 2000. ISBN 1-57259-153-6.
  4. ↑ Gregory, J. D. (1955) J. Am. Chem. Soc. 77, 3922-3923
  5. ↑ Glick BS, Rothman JE (1987). "Possible role for fatty acyl-coenzyme A in intracellular protein transport". Nature 326 (6110): 309–12. PMID 3821906. doi:10.1038/326309a0. 
  6. ↑ A chloride dependent K+ flux induced by N ethylmaleimide in genetically low K+ sheep and goat erythrocytes.P.K. Lauf and B.E. Theg. Biochem. Biophys. Res. Comm., 92:1422, 1980
  7. ↑ Gillen CM, Brill S, Payne JA, Forbush B 3rd: Molecular cloning and functional expression of the K-Cl cotransporter from rabbit, rat, and human. A new member of the cation-chloride cotransporter family.J Biol Chem. 1996 Jul 5;271(27):16237-44
  8. ↑ Regulation of K-Cl cotransport: from function to genes. N. C. Adragna, M. Di Fulvio and P.K. Lauf, J. Membrane Biology, 200:1-29, 2004
  9. ↑ K+ Cl Cotransport: Sulfhydryl, divalent cations and the mechanism of volume activation in a red cell. P.K. Lauf. Topical Review, J. Memb. Biol. 88:1 13, 1985
  10. ↑ Jesse Rinehart, Yelena D. Maksimova, Jessica E. Tanis, Kathryn L. Stone, Caleb A. Hodson, Junhui Zhang, Mary Risinger, Weijun Pan, Dianqing Wu, Christopher M. Colangelo, Biff Forbush, Clinton H. Joiner, Erol E. Gulcicek, Patrick G. Gallagher, Richard P. (7 August 2009). "Sites of Regulated Phosphorylation that Control K-Cl Cotransporter Activity". Cell 138 (3): 525–536. doi:10.1016/j.cell.2009.05.031. 
  11. ↑ Jennings, M. L. & Al-Rohil, N. S. J. gen. Physiol. 95, 1021−1040, 1990

Véxase tamén

Ligazóns externas

  • Base de datos MEROPS para peptidases e os seus inhibidores: NEM