Amplification of Bifunctional Ligands for Calmodulin from a Dynamic Combinatorial Library

Abstract

A well known strategy to prepare high affinity ligands for a biological receptor is to link together low affinity ligands. DCC (dynamic combinatorial chemistry) was used to select bifunctional protein ligands with high affinity relative to the corresponding monofunctional ligands. Thiol to disulfide linkage generated a small dynamic library of bifunctional ligands in the presence of calmodulin, a protein with two independently mobile domains. The binding constant of the bifunctional ligand (disulfide) most amplified by the presence of calmodulin is nearly two orders of magnitude higher than that of the corresponding monofunctional ligand (thiol).

Dynamic Combinatorial Chemistry: Ligands for Biomolecules

“…This protein was targeted with a disulfi de -based DCL in a pre -equilibrated strategy [52] . A DCL generated from fi ve cysteine -based derivatives was allowed to interact with the protein in the presence and absence of calcium ions.…”

Protein‐Directed Dynamic Combinatorial Chemistry

“…The acidic conditions of the reaction dictated a pre -equilibration/deconvolution approach. Hunter and Waltho have examined disulfide exchange in peptidic DCLs directed towards binding of the calcium transducer calmodulin (CaM) [ 23 ]. The DCL was based upon a known binding motif for CaM consisting of two hydrophobic peptides connected by a flexible linker -ideally suited to a DCC investigation.…”

Supramolekulare Chemie in Wasser

“…Wasserlösliche dipodale Rezeptoren sind aus zwei geladenen, [45,46] aciden [47] oder metall-organischen Gruppen [48][49][50] entweder durch direkte Verknüpfung oder durch Anbringen an ein (fluoreszierendes) Gerüst hergestellt worden. Trotz der Konkurrenz durch Wasser zeigen sie gute Erkennungseigenschaften, was auf die multivalenten Wechselwirkungen, [51] die von zwei günstig lokalisierten Bindungsstellen ausgehen, zurückzuführen ist.…”

“…CaM bindet an zahlreiche Enzyme und reguliert dadurch ein breites Spektrum an physiologischen Prozessen. [47] Aus fünf symmetrischen Disulfiden wurde bei pH 7.5 in wässrigen Medien eine Bibliothek von fünfzehn Komponenten aufgebaut. Nach Zugabe von CaM wurde bei 15 die deutlichste Verstärkung beobachtet.…”

“…In einer wässrigen Pufferlösung bindet dieser zweizähnige Ligand CaM (K d % 10 mm, CaM/15 1:1) wirksamer als das monofunktionelle Thiol 16 (K d % 814 mm, CaM/16 1:2). [47] Die kleinen dipodalen Rezeptoren 17 mit DipyridylaminZink(II)-Bindungsstellen komplexieren in neutraler wässri-ger Lösung viele phosphorhaltige anionische Spezies stark über Metall-Ligand-Wechselwirkungen. [48][49][50] [50] und er zeigt eine sehr hohe Selektivität für Monoalkylphosphate (K a % 1-3 10 5 m À1 in 10 mm HEPES, pH 7.2) [50] gegenüber Dialkylphosphaten (unmessbar klein), [48,50] ).…”