disulfidbildning

Disulfidbildning är processen där två cysteinrester i proteiner bildar en disulfidbrygga (‑S−S‑) genom oxidation av tiolgrupper. Denna bindning fungerar som en stabiliserande brygga som kan bidra till rätt veckning och ökad stabilitet hos vissa proteiner.

I biologiska system uppträder disulfidbindningar främst i oxidativa miljöer. Exempelvis bildas de i endoplasmatiska nätverket hos eukaryoter samt i periplasmatiska rummet hos flesta bakterier. Cytosolen och andra reduktiva miljöer håller däremot cysteinerna i ett reducerat tillstånd, vilket motverkar bildning av disulfider. Huvudmekanismerna för bildning och korrekt parning av disulfider innefattar oxidativa vägar och tiol–disulfidutbyten, ofta med hjälp av enzymer som katalyserar oxidering och omläggning av bryggor.

Viktiga enzymatiska system inkluderar protein disulfide isomerase (PDI) tillsammans med oxidationsenzymer i endoplasmatiska nätverket (t.ex. Ero1) hos eukaryoter och Dsb-proteinsystem i bakterier (t.ex. DsbA/DsbB) som främjar bildning av rätt disulfidbindingar under proteinsortering och veckning. Disulfidbildning är särskilt viktig för sekretoriska och extracellulära proteiner, där oxidativa miljöer främjar stabila bryggor.

Felaktig disulfidbildning kan leda till felveckning och proteostatiska problem. I laboratoriemiljö används icke reducida villkor och metoder som icke-reducing SDS-PAGE eller masspektrometri för att studera disulfidbindningar, eller kvantifiering av fria tioler med Ellmans reagens.

Sammanfattningsvis är disulfidbildning ett centralt kemiskt och biologiskt fenomen som påverkar proteinveckning, stabilitet och funktion i oxidativa miljöer.