不溶性膜タンパク質化学合成に向けた化学的基盤の確立と応用

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18390006
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 大高 章 徳島大学, 大学院ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (20201973)
• 研究分担者: 重永 章 徳島大学, 大学院ヘルスバイオサイエンス研究部, 教務員 (10423394)
• キーワード: 不溶性膜タンパク質 / インテイン / エクステイン / ペプチドチオエステル / アシル転移

研究概要

我々はこれまでに膜蛋白質に代表される難溶性蛋白質合成法として脂質二分子膜を反応場とする方法論の開発に取り組んできた。この過程で、水溶性の高い配列を膜領域フラグメントに付加し、膜領域フラグメント間の縮合と共役して水溶性配列除去が可能となれば、画期的な膜蛋白質合成法の創生に繋がるものと考えた。すなわち、水溶性配列をIntein、膜配列をExteinとし、これにスプライシング反応を適応すれば、成熟型Extein配列として膜蛋白質の調製・操作が可能と考え、蛋白質人工編集システムの構築という研究構想に到達するに至った。
蛋白質人工編集システム構築のポイントは、Intein-Extein系の3つの結合切断-再形成段階、(1)N-Sアシル転移(アミド結合切断を伴う)、(2)S-Sアシル転移、(3)S-Nアシル転移(アミド結合切断を伴う)を"化学デバイス"利用によりいかに人工化するかである。アシル転移反応の化学デバイスによって実現すべき課題の本質は、(1)については、N-Extein-Intein相当配列間のアミド結合の平面性消失と近傍へのSH基配置;(2)については、チオエステル部分とC-Extein N末Cysteineの空間的な接近;(3)については、CysteineのS-アシル化に伴う、N末側アミド結合の切断にあると考えた。各段階の人工化に向け、18年度は特に(1)の課題を中心に検討を加えた。
N-Sアシル転移反応が効率よく起こるための必要条件は、活性化されたアミド結合近傍へのチオール基の配置である。この目的のために我々は、S-保護システイン誘導体から調製可能なアシルオキサゾリジノン誘導体を利用することとした。本デバイスを利用することでペプチドチオエステルの新規合成法の開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis of (Z)-alkene-containing cis-proline dipeptide mimetics using samarium(II) diiodide (SmI2)-mediated reductive alkylation reaction. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Y.
  • 雑誌名: Tetrahedron 63 ページ: 2000-2008
• [雑誌論文] Development of copper-mediated allylation of γ-activated-α,β-unsaturated lactam toward peptide mimetic synthesis. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Y.
  • 雑誌名: Tetrahedron 48 ページ: 3221-3224
• [雑誌論文] Design and Synthesis of Downsized Metastin(45-54) Analogs with Maintenance of High GPR54 Agonistic Activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Niida, A.
  • 雑誌名: Bioorg.Med.Chem.Lett. 16 ページ: 134-137
• [雑誌論文] Cysteine-derived S-Protected Oxazolidinones : Potential Chemical Devices for the Preparation of Peptide Thioesters. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohta, Y.
  • 雑誌名: Org.Lett. 8 ページ: 467-470
• [雑誌論文] Application of Tri- and Trtrasubstituted Alkene Dipeptide Mimetics to Conformational Studies of Cyclic RGD Peptides. (2006)
  • 著者名/発表者名: Oishi, S.
  • 雑誌名: Tetrahedron 46 ページ: 1416-1424
• [雑誌論文] Unequivocal Synthesis of (Z)-Alkene and (E)-Fluoroalkene Dipeptide Isosters to Probe Structural Requirements of Peptide Transporter PEPT1. (2006)
  • 著者名/発表者名: Niida, A.
  • 雑誌名: Org.Lett. 8 ページ: 613-616
• [雑誌論文] Stereoselective Synthesis of 3,6-Disubstitude-3,6-dihydropyridin - 2-ones as Potential Diketopiperazine Mimetics Using Organocopper-Mediated anti-SN2' Reactions and Their Use in the Preparation of Low-Molecule CXCR4 Antagonists. (2006)
  • 著者名/発表者名: Niida, A.
  • 雑誌名: J. Org. Chem. 71 ページ: 3942-3951
• [雑誌論文] Synthesis of (Z)-Alkene and (E)-Fluoroalkene-Containing Diketopiperazine Mimetics Utilizing Oraganocopper-Mediated Reduction-Alkylation and Diastereoselectivity Examination Using DFT Calculations. (2006)
  • 著者名/発表者名: Niida, A.
  • 雑誌名: J.Org.Chem. 71 ページ: 4118-4129
• [雑誌論文] Stereoselective Synthesis of (Z)-Alkene-Containing Proline Dipeptide Mimetics. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Y.
  • 雑誌名: J.Org.Chem. 71 ページ: 4969-4979
• [雑誌論文] A novel one-pot reaction involving organocopper-mediated reduction/transmetalation/asymmetric alkylation, leading to the diastereoselective synthesis of functionalized (Z)-fluoroalkene dipeptide isosteres. (2006)
  • 著者名/発表者名: Narumi, T.
  • 雑誌名: Chem.Commun. ページ: 4720-4722