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Fluorine teams up with water to restore inhibitor activity to mutant BPTI

  • Introducing fluorine into molecules has a wide range of effects on their physicochemical properties, often desirable but in most cases unpredictable. The fluorine atom imparts the C–F bond with low polarizability and high polarity, and significantly affects the behavior of neighboring functional groups, in a covalent or noncovalent manner. Here, we report that fluorine, present in the form of a single fluoroalkyl amino acid side chain in the P1 position of the well-characterized serine-protease inhibitor BPTI, can fully restore inhibitor activity to a mutant that contains the corresponding hydrocarbon side chain at the same site. High resolution crystal structures were obtained for four BPTI variants in complex with bovine b-trypsin, revealing changes in the stoichiometry and dynamics of water molecules in the S1 subsite. These results demonstrate that the introduction of fluorine into a protein environment can result in “chemical complementation” that has a significantly favorableIntroducing fluorine into molecules has a wide range of effects on their physicochemical properties, often desirable but in most cases unpredictable. The fluorine atom imparts the C–F bond with low polarizability and high polarity, and significantly affects the behavior of neighboring functional groups, in a covalent or noncovalent manner. Here, we report that fluorine, present in the form of a single fluoroalkyl amino acid side chain in the P1 position of the well-characterized serine-protease inhibitor BPTI, can fully restore inhibitor activity to a mutant that contains the corresponding hydrocarbon side chain at the same site. High resolution crystal structures were obtained for four BPTI variants in complex with bovine b-trypsin, revealing changes in the stoichiometry and dynamics of water molecules in the S1 subsite. These results demonstrate that the introduction of fluorine into a protein environment can result in “chemical complementation” that has a significantly favorable impact on protein–protein interactions.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:S. Ye, B. Loll, A. Berger, Ulrike Mülow, C. Alings, M. Wahl, B. Koksch
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Chemical Science
Jahr der Erstveröffentlichung:2015
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry
Verlagsort:Cambridge
Ausgabe/Heft:9
Erste Seite:5246
Letzte Seite:5254
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Peptide synthesis; crystal structures; serine-protease inhibitor
DOI:10.1039/C4SC03227F
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-358987
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung-Nicht kommerziell
Datum der Freischaltung:29.04.2016
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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