側鎖に官能基を持つアミノ酸の安定同位体標識法の開発と配座解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640544
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 大場 真 東海大学, 開発工学部, 助教授 (10246077)
• Keywords: 安定同位体標識 / 重水素標識 / オルニチン / セリン / システイン

Research Abstract

本研究ではアミノ酸側鎖のジアステレオトピックなメチレン水素やメチル基の一方のみを立体選択的に重水素標識し、必要な位置に^<13>Cや^<15>Nを導入した多重標識アミノ酸の合成を行い蛋白質構造解析のプローブを提供すると共に、蛋白質の立体構造や機能発現のモチーフとなっているオリゴマーの配座特性を明らかにすることを目的としている。今年度はこれまで合成の困難さから未着手であったアルギニン、セリンなど側鎖に官能基を持つアミノ酸の安定同位体標識法の確立を検討した。
安定同位体標識オルニチンの合成
既に、アルデヒドと光学活性なジオキソピペラジンとの縮合によって得られるデヒドロアミノ酸の水素添加により、β位を立体選択的に重水素標識した各種アミノ酸が得られることを明らかにしている。本年度は相当する重水素標識アミノアルデヒドの立体選択的合成法の確立とアルギニンの前駆体であるオルニチンへの変換を検討した。L-グルタミン酸から容易に得られるラクトンを出発原料とし、オレフィンの立体選択的重水素添加、Schmidt転位を用いるエステルのアミン誘導体への立体選択的変換、デヒドロアミノ酸の水添条件の最適化を行い(2S,3S,4R,5R)-[2,3,4,5-D_4]オルニチンの合成を達成した。
安定同位体標識セリンおよびシステインの合成
D-セリンを出発原料とし、側鎖水酸基およびカルボキシル基の官能基変換により重水素化セリンアルデヒドを合成した。アルデヒドを不斉還元することによりβ位が立体選択的に重水素標識されたL-セリンに誘導した。また、水酸基をメルカプト基に変換することにより重水素標識L-システインに誘導した。

Research Products

• [Publications] M.Oba, S.Koguchi, K.Nishiyama: "A concise and diastereoselective synthesis of (2S,3S,4R)-3,4-dihydroxyglutamic acid"Tetrahedron Lett.. 42. 5901-5902 (2001)
• [Publications] M.Oba, K.Nishiyama, M.Kainosho et al.: "Synthesis of ^<13>C/D doubly labeled L-leucines: Probes for conformational analysis of the leucine side-chain"J.Org.Chem.. 66. 5919-5922 (2001)
• [Publications] M.Oba, A.Miyakawa, M.Shionoya, K.Nishiyama: "Synthesis of L-[4,5,5,5-D_4]Isoleucine: Determination of Approximate Rotamer Population About The C_β-C_γ Bond"J.Labelled Compds.Radiopharm.. 44. 141-147 (2001)