Cisteína (Cys, C)
La cisteína es un aminoácido azufrado con una cadena lateral tiol reactiva. Forma enlaces disulfuro que ciclan y estabilizan los péptidos, y es el principal residuo sensible a la oxidación junto con la metionina y el triptófano.
Estructura y propiedades
La cisteína tiene un grupo tiol en una cadena lateral corta. El tiol es un nucleófilo fuerte, se une a iones metálicos como el zinc y el cobre, y se oxida con facilidad. Dos cisteínas pueden oxidarse para formar un enlace disulfuro covalente (cistina), que une partes distantes de una cadena o cadenas separadas. La cisteína libre es bastante hidrofóbica y a menudo está enterrada en las proteínas plegadas. Su reactividad la convierte en el sitio más común de modificación química selectiva, como la unión de marcadores, polietilenglicol o conectores mediante química de maleimida o haloacetamida. A diferencia de otros residuos, la L-cisteína tiene configuración R según las reglas CIP debido a la prioridad del átomo de azufre.
Función en los péptidos
Los enlaces disulfuro son la forma clásica en que la naturaleza restringe los péptidos pequeños. La oxitocina se cicla mediante un disulfuro entre su primer y su sexto residuo, y muchas toxinas y hormonas usan varios disulfuros para mantener un plegamiento definido. El emparejamiento correcto es esencial para la actividad, por lo que los péptidos con varios disulfuros suelen prepararse con grupos protectores ortogonales para que cada par se forme en un paso controlado. El glutatión (gamma-Glu-Cys-Gly) depende del tiol libre de su cisteína para su química redox. También se añaden ampliamente cisteínas diseñadas a los péptidos como puntos de conjugación.
Estabilidad y análisis
Los tioles libres se oxidan al aire, especialmente a pH neutro o básico y en presencia de trazas de metales, formando dímeros, disulfuros mixtos o estados de oxidación superiores. Los péptidos con varias cisteínas pueden formar disulfuros mal emparejados o intermoleculares, por lo que la HPLC y la espectrometría de masas deben confirmar tanto la masa esperada como el estado de los disulfuros. La cisteína también se racemiza fácilmente durante la activación en la síntesis. La práctica de laboratorio es almacenarla bajo gas inerte, usar solventes desgasificados y añadir agentes reductores solo cuando se busca el tiol libre.
En los compuestos de PeptideWiki
Compuestos cuya secuencia contiene cisteína, con el número de apariciones.
- IGF-1 LR3 (6)
- AOD-9604 (2)
- Calcitonina (de salmón) (2)
- Oxitocina (2)
- Pramlintida (2)
- Setmelanotida (2)
- Glutatión (1)
- Humanina (1)
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre cisteína y cistina?
La cisteína es el aminoácido individual con un tiol libre. La cistina es el par unido por disulfuro que se forma cuando se oxidan dos tioles de cisteína. En un péptido, un puente de cistina puede ser intramolecular, cerrando un anillo como en la oxitocina, o intermolecular, uniendo dos cadenas. Ambos estados difieren por la pérdida de dos hidrógenos, lo que puede detectar la espectrometría de masas de alta resolución, y a menudo por la retención en HPLC.
¿Cómo se confirma el emparejamiento de disulfuros?
Para un solo disulfuro, la masa intacta y la comparación por HPLC con una muestra reducida suelen ser suficientes. Para péptidos con varios disulfuros, el enfoque habitual es la reducción parcial y alquilación o la digestión enzimática no reductora seguida de espectrometría de masas, que identifica qué cisteínas están unidas. También es común la comparación con un estándar de referencia de conectividad conocida. Los isómeros mal emparejados tienen la misma masa que la forma correcta, por lo que la masa por sí sola no puede confirmar el emparejamiento.
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