Die Rolle, die Konjugation und Dekonjugation von Modifikationsproteinen wie Ubiquitin und SUMO in Bezug auf ihre Zielproteine spielen, hat sich zu einem der spannendsten Gebiete der Molekularbiologie und Pharmaforschung entwickelt.[1] Die Entwicklung neuer Therapeutika, die mit diesen regulatorischen Signalwegen wechselwirken, erfordert einerseits den Zugang zu markierten und derivatisierten Modifikationsproteinen und andererseits passende Konjugationstechniken.[2] Zwar kçnnen in einigen Fällen das Modifikationsprotein, das Zielprotein und die spezifische Ligase aus natürlichen Quellen gewonnen werden, allerdings konzentriert sich die Forschung zunehmend auf synthetische Methoden um die bençtigten Proteine herzustellen und anschließend ihre biologische Bedeutung zu untersuchen. [2,3] In diesem Zusammenhang wird die native chemische Ligation (NCL) von C-terminalen Thioestern von Modifikationsproteinen mit einem 5-Thiolysin-Rest eines anderen Proteins die Bedeutung dieses Ansatzes zeigen.[4] Der nichtnatürliche 5-Thiolysin-Rest kann durch chemische Totalsynthese, [5] Semisynthese ausgehend von exprimierten Proteinsegmenten [6] oder ribosomalen Einbau in das Zielprotein inkorporiert werden. [7] Er wurde bereits genutzt, um Ubiquitin mit a-Synuclein [6] und SUMO [7] zu konjugieren und um Di-, [4,8] Tri- [5] und Tetraubiquitine zu synthetisieren. [9] Die total-und semisynthetischen Ansätze zur Herstellung von Modifikationsprotein-Protein-Konjugaten erfordern C-terminale Derivate der Modifikationsproteine. Der Zugang zu solchen Derivaten beschränkt sich momentan auf Ubiquitin, [4, 5, 8-10, 11a] SUMO, Nedd8 und ISG15.[11a] Die entsprechenden, für die NCL nçtigen, Thioester werden entweder totalsynthetisch, semisynthetisch durch NCL eines exprimierten Proteinfragments oder durch Gebrauch spezifischer E1-Enyzme [11a] hergestellt. Die Erweiterung dieser Technik auf die Herstellung und Inkorporation anderer Modifikationsproteine wie FUB1, [12] MUB [13] und UFM1 [14] würde entweder die Expression Intein-bildender Fusionsproteine mit anschließen-dem Abfang durch ein exogenes Thiol, [15] die Verwendung von spezifischen E1-Enzymen oder die chemische Totalsynthese von C-terminalen Thioestern erfordern. Die Grçße diese Modifikationsproteine (70-140 Aminosäuren) schließt im Allgemeinen eine lineare Festphasensynthese der Thioester aus, und viele dürften auch außerhalb der Reichweite von Zwei-Segment-Ligationen sein. Eine Drei-oder VierSegment-Ligationsstrategie ist also nçtig.Wir berichten hier über die chemische Synthese von Cterminalen Varianten des Ubiquitin-Faltungsmodifikationsprotein 1 (UFM1) durch mehrfache Segmentligation mittels der a-Ketosäurehydroxylamin(KAHA)-Ligation mit 5-Oxaprolin (Opr). Alle für die Ligation nçtige Peptidfragmente kçnnen ohne Probleme durch übliche Fmoc-Festphasenpeptidsynthese (SPPS) erhalten werden. Die N-terminal Fmoc-geschützen Opr-Peptide sind stabil gegenüber Abspaltung von der Festphase, Aufreinigung, Oxidation und Ligation und kçnnen zudem schnell und sauber von dem ansonsten ungeschütze...