多様な架橋過程を可能にするマルチジスルフィド架橋形成

• Project/Area Number: 15J07776
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Bioorganic chemistry
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 高橋 優士 東京農工大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: ジスルフィド結合 / ペプチド / タンパク質 / ペプチド合成 / タンパク質修飾 / 架橋形成

Outline of Annual Research Achievements

分子内に複数のチオール基を有するペプチドおよびタンパク質について，新規のジスルフィド架橋形成反応を構築することを目標として研究を行った．複数のジスルフィド結合を有するペプチドおよびタンパク質については，ジスルフィド架橋形成反応を正確に制御することが重要であり，チオール基の保護基に応じた様々な架橋形成反応を確立することが求められている．本研究では電解反応を利用し，電極表面で発生させたハロゲンイオンを電子移動メディエーターとして利用することでジスルフィド結合形成反応が進行することを明らかにした．本反応は有機溶媒に溶解した合成ペプチドだけでなく，リン酸緩衝液などの水に溶解したタンパク質分子にも適用可能であり，高い応用可能性を示した．電極表面で生じた電子移動メディエーターは高い反応性および最小限の大きさを有しているため，反応しにくい巨大分子であるタンパク質との反応を可能にしたことが推測される．また，本反応は基質であるタンパク質と電子移動メディエーターとなるハロゲン塩以外の，反応には必要のない無機塩類などの夾雑物が多く存在している環境下でも円滑に進行することが明らかになり，食品産業を含め有機化学以外の分野での活用が期待される．
また，ペプチドの化学合成法の持つ配列設計の自由度の高さおよび適用可能な反応の種類の多様性に注目し，ジスルフィド架橋形成の順序制御を主軸としたペプチドの三次構造制御に関する知見を深めた．

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Anodic oxidative disulfide bond formation in egg protein (2016)
  • Author(s): Masahito Takahashi, Akihiro Handa, Risa Kodama, Kazuhiro Chiba
  • Journal Title: Electroanalysis Volume: 28 Issue: 11 Pages: 2737-2742
  • DOI: 10.1002/elan.201600204
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anodic Oxidative Modification of Egg White for Heat Treatment (2016)
  • Author(s): Masahito Takahashi, Akihiro Handa, Yusuke Yamaguchi, Risa Kodama, Kazuhiro Chiba
  • Journal Title: Journal of Agriculture and Food Chemistry Volume: 64 Issue: 34 Pages: 6503-6507
  • DOI: 10.1021/acs.jafc.6b02785
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 生体分子の間接電解による分子内ジスルフィド結合の形成 (2016)
  • Author(s): 髙橋優士，川島里紗，半田明弘，千葉一裕
  • Organizer: 第83回電気化学会
  • Place of Presentation: 大阪大学吹田キャンパス（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2016-03-29
• [Presentation] 陽極酸化によるオボアルブミンのジスルフィド結合形成反応 (2016)
  • Author(s): 髙橋優士，半田明弘，児玉里紗，千葉一裕
  • Organizer: 日本食品科学工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 名城大学（愛知県名古屋市）
• [Patent(Industrial Property Rights)] 卵白組成物及びその製法 (2016)
  • Inventor(s): 半田明弘、児玉里紗、千葉一裕、高橋優士
  • Industrial Property Rights Holder: キユーピー株式会社
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2016-09-29