Selective Ruthenium Labeling of the Tryptophan Residue in the Bee Venom Peptide Melittin

Abstract

Melittin is a membrane-active peptide from bee venom with promising antimicrobial and anticancer activity. Herein we report on a simple and selective method for labeling of the tryptophan residue in melittin by the organometallic fragment [(C5 H5 )Ru](+) in aqueous solution and in air. Ruthenium coordination does not disturb the secondary structure of the peptide (as verified by 2D NMR spectroscopy), but changes the pattern of its intermolecular interactions resulting in an 11-fold decrease of hemolytic activity. The high stability of the organometallic conjugate allowed the establishment of the biodistribution of the labeled melittin in mice by inductively coupled plasma MS analysis of ruthenium.

Metallvermittelte Funktionalisierung natürlicher Peptide und Proteine: Biokonjugation mit Übergangsmetallen

“…Boronatkupplung an Glp;His-gerichtet [98] Cu eGFP (27) Chan-Lam-Kupplung mit Arylboronsäuren [104] Cu 12-mer-Peptid (1) 3.3 TrpC -H-Arylierung mit Aryliodinium-Reagenzien [71] Pd 3-mer-Peptid (1) 3.1 TrpM etallcarbeninsertion mit Diazoacetaten [127] Rh Myoglobin (17) 4 TrpM etallierung: h 6 -Komplexierung an Arene [184] Ru 26-mer-Peptid (3) 5.3 TrpC -H-Ethinylierung mit einem Alkinyliod(III)-Reagenz [89] Au Myoglobin (17) 3.2 TyrO xidative Kupplung über ein cyclisches Diazen [40] Fe Antikçrper (150) 2.3 Tyr [e] Oxidative Kupplung über ein Tyrosylradikal [21,22] Ni, Ru gp32 ( [185,186] Rh, Ru 10-mer-Peptid (1) 5.3 TyrM etallierung: Dreikomponentenkupplung mit Arylboronsäuren [187] Rh Herceptin( 148) 5.4 Amid-N-H Rückgrat-N-H-Kupplung mit Boronsäuren;H is-gerichtet [96] Cu Lysozym (14) 3.3…”

“…[184] Gleichermaßen wurde die Metallierung an Ty rosinund/oder Phenylalaninseitenketten in zwei Angiotensinpeptiden beobachtet. In dieser Studie wurde ebenfalls eine Metallierung an allen drei verfügbaren aromatischen Seitenketten beobachtet:P henylalanin, Ty rosin und Tryptophan.…”

“…In dieser Studie wurde ebenfalls eine Metallierung an allen drei verfügbaren aromatischen Seitenketten beobachtet:P henylalanin, Ty rosin und Tryptophan. [184] Der Motivation fürd iese Studien lag (zumindest teilweise) ein Interesse an der Frage zugrunde,o be ine Metallierung in solcher Weise Einfluss auf die Bioaktivitätn ehmen kçnnte, dass die Bildung des nativen cytotoxischen Melittintetramers gestçrt werden kçnnte (Abbildung 28 c). [185] Erste Hinweise deuteten auf eine dreifache kinetische Präferenz fürd ie Tyrosinmetallierung gegenüber einer Metallierung an Phenylalanin hin.…”

“…Chan-Lam-Kupplung mit Arylboronsäuren [104] Cu 12-mer-Peptid (1) 3.3 TrpC -H-Arylierung mit Aryliodinium-Reagenzien [71] Pd 3-mer-Peptid (1) 3.1 TrpM etallcarbeninsertion mit Diazoacetaten [127] Rh Myoglobin (17) 4 TrpM etallierung: h 6 -Komplexierung an Arene [184] Ru 26-mer-Peptid (3) 5.3 TrpC -H-Ethinylierung mit einem Alkinyliod(III)-Reagenz [89] Au Myoglobin (17) 3.2 TyrO xidative Kupplung über ein cyclisches Diazen [40] Fe Antikçrper (150)…”

“…In dieser Studie wurde ebenfalls eine Metallierung an allen drei verfügbaren aromatischen Seitenketten beobachtet:P henylalanin, Ty rosin und Tryptophan. [184] Gleichermaßen wurde die Metallierung an Ty rosinund/oder Phenylalaninseitenketten in zwei Angiotensinpeptiden beobachtet. [185] Erste Hinweise deuteten auf eine dreifache kinetische Präferenz fürd ie Tyrosinmetallierung gegenüber einer Metallierung an Phenylalanin hin.…”