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2016 年度 実施状況報告書

「遠隔基関与」を利用した有機分子不斉触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K05495
研究機関東京大学

研究代表者

工藤 一秋  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (80251669)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードペプチド / 触媒 / 協同効果 / ヒスチジン / 加水分解 / ライブラリ
研究実績の概要

まず,前年度の結果を受けて,His含有N末端プロリルペプチドによるエステル加溶媒分解反応の検討を続けた。この触媒は,プロリン部位が基質とイミニウム塩を形成して活性化し,これに His側鎖のイミダゾールが求核的にあるいは塩基として作用して加溶媒分解を促進する,という協同効果に立脚している。これまでは,触媒による明瞭な反応加速は確認されているものの,光学活性化合物であるペプチド触媒に期待される不斉識別能はほとんどみられていない。そこで,今回,キラリティーをもつ基質を用いて,ペプチド触媒による速度論的光学分割を試みた。基質の構造やペプチドの配列,反応条件を種々検討したものの,残念ながら特筆すべき結果は得られなかった。
一方我々は,触媒活性をもつN末端プロリルヘプタペプチドのライブラリスクリーニングによる探索も行ってきた。今回このライブラリの構成要素としてHisを加えることで,先入観なしにHisの協同作用がある触媒を探索した。具体的には末端プロリン以外の6箇所に(Aib, His, Leu, D-Pro, Trp, Tyr)のいずれかのアミノ酸をもつペプチドライブラリを作製し,触媒活性を調べた。しかしながら,いずれの活性ペプチドも,他の5種のアミノ酸は一定割合で含まれているにも関わらず,Hisを全く含まないことが分かった。スクリーニングによりコンセンサス配列が得られたため,その配列の一部を固定してさらにライブラリ探索を行い,さらには人為的なアミノ酸改変なども行った結果,活性・選択性ともに高い触媒として,Hisを含むPro-D-Pro-Leu-d-Pro-Aib-Trp-D-His-Trpに到達した。基質との結合性テストの結果,この触媒にはHisの協同効果が認められた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画とは少し異なる方向性に展開したものの,本研究の大きな目標である遠隔基関与を示す新たな触媒に到達しており,まずは順調に推移しているといえる。

今後の研究の推進方策

今回新たに見出された遠隔基関与のペプチド触媒ついてはその分子構造に関する情報がまだ一切ない。今後はこれをまず明らかにし,それに立脚して,新たな触媒の分子設計を目指す。

備考

発表論文
http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~kkudo/publication.html

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Helical-Peptide-Catalyzed Enantioselective Michael Addition Reactions and Their Mechanistic Insights2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ueda, T. Umeno, M. Doi, K. Akagawa, K. Kudo, M. Tanaka
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 61 ページ: 6343-6356

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b00982

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Peptide-Catalyzed Library Screening in Aqueous Media to Develop a Highly Active Peptide Catalyst for Enantioselective Michael Addition of a Malonate2016

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, Y. Iwasaki, K. Kudo
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: 2016 ページ: 4460-4464

    • DOI

      10.1002/ejoc.201600828

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Exploration of Structural Frameworks for Reactive and Enantioselective Peptide Catalysts by Library Screenings,2016

    • 著者名/発表者名
      K. Akagawa, J. Satou, K. Kudo
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 61 ページ: 9396-9401

    • DOI

      10.1021/acs.joc.6b01591

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Determination of the Absolute Configuration of Side Chains of Basic Amino Acid Residues Using the Water-Soluble Porphyrin-Based Exciton Chirality Method2016

    • 著者名/発表者名
      S. Hattori, K. Akagawa, K. Kudo, and K. Ishii
    • 雑誌名

      , J. Phys. Chem. B

      巻: 120 ページ: 10280-10287

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.6b07925

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ライブラリ法による新規ペプチド触媒の探索2016

    • 著者名/発表者名
      工藤一秋
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-16 – 2016-09-16
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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