多フッ素化アミノ酸を素構造とする非水系人工タンパク質の設計合成と構造制御

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08231258
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 西野 憲和 九州工業大学, 工学部, 教授 (40145165)
• キーワード: 多フッ素化アミノ酸 / ポリペプチド / 両親媒性構造 / 疎媒効果 / 高次構造

研究概要

トリフルオロエチルグリシン(Tfe)およびペンタフルオロノルバリン(Pfn)を合成し、光学分割によってそれらのL-体を得た。Tfeを用いてAXAKAXA配列を3回繰り返した21-ペプチドを合成した。ここで、A,アラニン;K,リジン;X,Tfe。この21-ペプチドはα-ヘリックス構造を形成した時、疎水性側鎖と親水性側鎖とを分離配置する。従って水とフルオロカーボン系溶媒に対して両親媒性である。
このような多フッ素化アミノ酸を、ポリペプチド主鎖の構造制御のために多数導入した例は他にない。そこでこれらの各種溶媒中における、主鎖の2次構造の安定性を円二色性スペクトルによって調べた。水中では(AXAKAXA)_3はランダム構造であった。このことは(ALAKLA)_3、(L=ロイシン.炭化水素鎖を有するアミノ酸)が水中で数分子会合してヘリックス構造を安定化させ、100%のヘリックス性を示すのに対して対照的であった。水中ではロイシンのイソブチル基より小体積のトリフルオロエチル基に対して強い凝集力が働き、極度の凝集の結果ポリペプチド主鎖をも著しく歪めてしまったためと考えられる。(AXAKAXA)_3はトリフルオロエタノール中で高度にα-ヘリックス性であった。これはフルオロカーボン鎖間の親和力によってトリフルオロエチルの強度の凝集が解除されたためである。
その他、新素構造を含む新物質にふさわしい興味深い性質が認められたので、来年度は多フッ素化アミノ酸を多く含む人工タンパク質の合成を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] T.Arai,T.Imachi,T.Kato,H.I.Ogawa,T.Fujimoto,N.Nishino: "Synthesis of 〔Hexafluorovalyl^<1,1′>〕gramicidin S." Bull.Chem.Soc.Jpn.69. 1383-1389 (1996)
• [文献書誌] A.Matsubara,K.Asami,A.Akagi,N.Nishino: "Ion-Channels of Cyclic Template-Assembled Alamethicins that Emulate the Pore Structure Predicted by the Barrel-Stave Model." Chem.Commun.1996. 2069-2070 (1996)
• [文献書誌] T.Arai,K.Takei, N.Nishino,T.Fujimoto: "Solvent-Dependent Chiral Assembling of Two Zinc Porphyrins in a Zinc-Free-Base-Zinc Trimeric Porphyrin Array." Chem.Commun.1996. 2133-2134 (1996)
• [文献書誌] N.Nishino,R.W.Wagner,J.S.Lindsey: "Synthesis of Linear Amphipathic Porphyrin Dimers and Trimers : An Approach to Bilayer Lipid Membrane Spanning Porphyrin Arrays." J.Org.Chem.61. 7534-7544 (1996)
• [文献書誌] H.Mihara,J.Hayashida,H.Hasegawa,H.I.Ogawa,T.Fujimoto,N.Nishino: "A Pair of Pyrene groups as a Comformational Probe for Antiparallel β-Sheet Structure Formed in Cyclic Peptides." J.Chem.Soc.Perkin Trans.2. 1997(in press). (1997)