Genetische Codierung von Pentafluorphosphato‐Phenylalanin ermöglicht die Herstellung von PF ₅ ‐Proteinen als Phosphoprotein‐Mimetika

Kurzzusammenfassung Die Phosphorylierung von Proteinen ist eine der wichtigsten posttranslationalen Modifikationen, die Struktur, Stabilität und Aktivität von mehr als 13.000 menschlichen Proteinen beeinflusst. In dieser Arbeit wurde das Phosphotyrosin‐Mimetikum Pentafluorphosphato‐difluormethyl‐phenylalanin (PF 5 CF 2 Phe) genetisch codiert und in drei verschiedene Proteine eingebaut. Durch das Screening zweier Bibliotheken orthogonaler Aminoacyl‐tRNA‐Synthetasen konnten Enzyme identifiziert werden, die eine effiziente und spezifische Inkorporation von PF 5 CF 2 Phe in rotes Fluoreszenzprotein (RFP) über die Unterdrückung des Amber‐Stoppcodons ermöglichten. Zwei Modellproteine, humanes Ubiquitin (Ubq) und die B1‐Immunoglobulin‐Bindungsdomäne des Streptokokken‐Proteins G (GB1), wurden mit PF 5 CF 2 ‐Mutationen versehen und auf potenzielle Interaktionspartner hin untersucht. Während das native GB1 keine Bindung an Protein‐Tyrosin‐Phosphatasen (PTP) zeigte, war PF 5 ‐GB1, das PF 5 CF 2 Phe an Position 17 trägt, ein potenter Inhibitor der Phosphatasen PTP1B und SHP2. PF 5 ‐Ubq wurde hergestellt und in das erste Beispiel eines Proteins überführt, welches das bekannteste Phosphotyrosin‐Mimetikum, Phosphono‐Difluormethyl‐Phenylalanin (PO 3 CF 2 Phe), trägt. Angesichts des wachsenden Bedarfs die Funktionen komplexer Phosphorylierungsmuster zu verstehen, eröffnet die genetische Codierung von PF 5 CF 2 Phe zur Herstellung von Phosphoprotein‐Mimetika einzigartige Möglichkeiten für präzise Funktionsstudien, bei denen spezifische und homogene Proteinmodifikationen erforderlich sind.