2015 Fiscal Year Research-status Report
真に実用的なペプチド・タンパク質機能制御を可能とする刺激応答型アミノ酸の開発
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15K07858
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
重永 章 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部, 講師 (10423394)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 刺激応答 / トリメチルロック / ペプチド結合切断 / ラクトン化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では真に実用的なペプチド・タンパク質機能制御系の構築を目的とし、高速アミド結合切断反応を開発したのち刺激応答型アミノ酸へと展開する。刺激応答型アミノ酸とは、外部からの刺激によりペプチド主鎖アミド結合の切断を誘起する人工アミノ酸と定義する。
生命科学分野において、細胞外から細胞内現象を制御する方法が求められている。申請者はこれまで、刺激応答型アミノ酸を基盤とした細胞内でのペプチド機能制御系の構築を行ってきた。この結果、リアルタイムでの機能制御を可能とするには、アミド結合切断反応を加速する必要があることが明らかとなった。そこで本研究では、まず高速アミド結合切断反応を開発したのち、これを基盤とした刺激応答型アミノ酸を設計・合成する。さらに本アミノ酸を鍵分子として用い、真に実用的なペプチド・タンパク質機能制御系の構築に挑戦する。
本研究は下記順に従って進めることとした。１．アミド結合切断反応の追跡を容易とする系の構築、２．高速アミド結合切断ユニットの開発、３．アミノ酸誘導体の合成、４．ペプチド機能制御への展開、５．タンパク質機能制御への展開。
申請者はまず、上記１および２について検討した。詳細は「現在までの達成度」の項に示す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は下記１および２について検討した。１．アミド結合切断反応の追跡を容易とする系の構築、２．高速アミド結合切断ユニットの開発：５種類の化合物の合成に挑戦する。
この結果、蛍光を指標としてアミド結合切断反応を簡便にモニタリングする方法を確立した。さらに本手法を用い、同反応が一次反応であることを明らかにするとともに、その反応速度を反応中間体の半減期で比較できることを実証した。続いて、高速アミド結合切断ユニットの開発を目指し、芳香環上のメチル基をtert－ブチル基へと置換した誘導体の合成に挑戦した。しかし合成の各過程において、様々な副反応に遭遇した。当該副反応はメチル体では観測されなかったことからtert－ブチル基の立体障害に起因すると考え、現在、tert－ブチル基をイソプロピル基へと置換した誘導体の合成に取り組んでいるところである。
以上に述べた通り、反応速度の評価系構築に成功し、また誘導体合成設計の際の課題が明らかとなり、さらにその解決のための方向性を見出すことができたことから、本研究はおおむね順調に進行していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
「現在までの進捗状況」の項にて記載した通り、誘導体設計の際の課題が明らかとなった。そこで今後は、置換基をtert－ブチル基からイソプロピル基へと変更した誘導体の合成を行う。さらにこれと並行して他の誘導体の合成にも挑戦し、高速アミド結合切断ユニットを見出す計画である。
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| Causes of Carryover |
既存の器具や試薬を使用することができ、消耗品費が抑制されたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年度分と合わせ、各種試薬や器具を購入するための費用に充てる計画である。
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