光電子伝達機能を有する人工蛋白質の設計と化学変換法による合成

• 研究課題/領域番号: 63550685
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子合成
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 今西 幸男 京都大学, 工学部, 教授 (00025991)
• 研究分担者: 木村 俊作 京都大学, 工学部, 助手 (80150324)
• 研究期間 (年度): 1988
• 研究課題ステータス: 完了 (1988年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1988年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: セミシンセシス / シトクロムC / 非天然芳香族アミノ酸 / 変異蛋白質 / 光機能性

研究概要

酵素の特定のアミノ酸残基を電子受容性の高い非天然芳香族アミノ酸で置換すると、その機能を光制御できると考えられる。電子伝達能を有するシトクロムCは、X線回折より高次構造が明らかにされており、ヘムの近傍に存在する82番目のフェニルアラニン残基(Phe^<82>)が、電子移動に重要な関係をもつことが示されている。本研究では、シトクロムCのPhe^<82>をナフチルアラニン、アントリルアラニン、ビレニルアラニンなどの光励起電子受容性アミノ酸で置換し、光機能性のシトクロムCを合成することを目的とした。 1.合成:変異シトクロムCの合成には、セミシンセシス法を用いた。シトクロムCは市販品を用いたが、存在するMet残基は一部酸化されていた。これを、メルカプトエタノールで処理し、還元状態になったことを、UV、CD測定により確認した。次に、すべてのLys残基側鎖のアミノ基を、メチルアセチミデートを用いて保護した。これを、CNBrで処理してMet残基でのペプチド鎖の切断を行い、3種のフラグメント(F_<1ー65>,F_<66ー80>,F_<81ー104>)を得た。これら3種のフラグメントの生成は、SDS/PAGEにより確認した。一方、非天然芳香族アミノ酸の合成により、ナフチルアラニンとピレニルアラニンを得た。 2.今後の研究計画:F_<66ー80>については、カルボキシペプチダーゼAを用いて、80番目のホモセリンを切断し、N端のαアミノ基を、Boc基で保護してF′_<66ー79>を得る。F_<81ー104>のエドマン分解により、Ile^<81>とPhe^<82>を脱離させ、得られたF_<83ー104>とBocーMetーIleーXyzーOSu(Xyzは非天然芳香族アミノ酸、OSuはコハク酸イミドエステル)とを反応させ、トリフルオロ酢酸で処理して、修飾したF_<80ー104>を得る。F′_<66ー79>とF′_<80ー104>とを水溶性カルボジイミドを用いて縮合したのち、N端のBoc基を切断して、F′_<66ー104>を得る。続いて、F_<1ー65>と反応させ、側鎖の保護基を脱離して、変異シトクロムCを得る。