2020 Fiscal Year Annual Research Report
ボロン酸を用いるクロスカップリング反応を基盤としたタンパク質化学修飾法の開発
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19K16321
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
花屋 賢悟 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 講師 (50637262)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 化学修飾 / トリプトファン / ラジカル反応 / 遷移金属 / ボロン酸 / チオエーテル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質の翻訳後修飾のように、タンパク質上の特定のアミノ酸残基を人工的に化学修飾すれば、その機能、細胞内局在、分解などを制御できうる。側鎖に反応性が高い芳香環を有するチロシンやトリプトファンはタンパク質中における出現頻度が低いものの、ほとんどのタンパク質に必ず含まれるため、化学修飾する標的としてふさわしい。申請者は昨年度、ボロン酸を亜鉛イオン存在化、pH 10のホウ緩衝液中、75 ℃で反応させるとペプチド中のチロシン残基が化学修飾されることを見出した。しかし、タンパク質を化学修飾するには反応条件が過激であった。そこで本年度は、より温和な反応条件で進行する化学修飾を検討した。
光触媒は、室温下、紫外または可視光照射により励起されると、共存する有機化合物を酸化または還元しフリーラジカルが発生する。フリーラジカルは、生体内でも種々の代謝反応に関与しており、水溶液中における有機合成反応にも適用できる可能性が高い。ペプチド、ボロン酸、光触媒であるイリジウム錯体の混合溶液に光照射すると、ボロン酸が分解してフリーラジカルが発生し、トリプトファンの側鎖インドール環と反応することを期待した。しかし、光照射するとボロン酸の有無にかかわらずペプチドが分解してしまい、生成物は得られなかった。
上記研究と並行して、生体分子の化学修飾反応を基にした新たな有機合成反応の開発に取り組んだ。以前申請者が報告したシステインの化学修飾反応を参考に、チオール（一般式：R-SH）とボロン酸（一般式：R’-B(OH)2）からチオエーテル（R-S-R’）を合成する反応を検討した。アセトニトリルとDMFの混合溶媒中、塩化ニッケルを用いると空気中、室温、弱塩基性条件下反応が進行し、種々の官能基を有するチオエーテルが得られることを見出した。
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