تكوين روابط ثنائي الكبريت
تتكون روابط ثنائي الكبريتيد في ما يقرب من ثلث البروتينات الموجودة في بروتين حقيقيات النوى، والكثير منها مخصص للتلامس مع البيئة خارج الخلية غير المختزلة نسبيًا كبروتينات إفرازية أو على سطح الخلية.
ويشتمل تكوين رابطة ثنائي كبريتيد على تفاعل بين السلاسل الجانبية للسلفهيدريل (SH) من بقايا سيستين، حيث يعمل أنيون S من مجموعة سلفهيدريل واحدة كملف نيوكليوفيل، يهاجم السلسلة الجانبية للسيستين ثاني لتكوين ثاني كبريتيد السندات، وفي هذه العملية تطلق الإلكترونات (اختزال المكافئات) للنقل.
توفر روابط ثاني كبريتيد المناسبة ثباتًا للبروتين، مما يقلل من خيارات الانتروبيا الإضافية التي تسهل تقدم الطي نحو الحالة الأصلية عن طريق الحد من المطابقة غير المطوية أو المطوية بشكل غير صحيح، وتتناسب زيادة استقرار البنية الأصلية الناتجة عن تكوين رابطة ثاني كبريتيد معينة طرديًا مع عدد البقايا بين السيستين المرتبطة، أي كلما زاد عدد البقايا في “حلقة ثاني كبريتيد ” يزداد الاستقرار المقدم للبنية الأصلية.
كسر الرابطة الثنائية للكبريت
يمكن شق روابط ثنائي كبريتيد عند pH قلوي عن طريق معالجة بروتين به فائض من ثاني كبريتيد الكاشف في وجود كميات تحفيزية من ثيول، ومنتجات الانقسام مستقرة ويمكن عزلها، حيث أنها تحتوي على ثاني كبريتيد مختلط بين الكاشف ومجموعات الثيول المكشوفة من البروتين، ويتم التحكم في مدى الانقسام بسهولة بواسطة pH للتفاعل ودرجة الحرارة وإضافة اليوريا.
يمكن إعادة تشكيل روابط ثاني كبريتيد المشقوق بواسطة التفاعل عن طريق تعريض ثاني كبريتيد مختلط للبروتين إلى كميات تحفيزية من الثيول، ويمكن إضافة سلاسل جانبية محددة إلى مجموعات الثيول في البروتينات الأصلية عن طريق المعالجة بكبريتيد الكاشف وحده.
تشكيل رابطة ثنائي الكبريتيد هو عملية عكسية لها وظائف بيولوجية عديدة، بما في ذلك تثبيت ثنية البروتين، وتحفيز الإنزيم، والحماية من التلف التأكسدي، وتعتمد القدرة على تكوين وكسر رابطة ثنائي كبريتيد على استقرار رابطة ثاني كبريتيد، وحالة الأكسدة والاختزال البيئية، وطبيعة المادة المؤكسدة والمختزلة.
