研究課題
生体内のレドックス制御において重要な役割を果たしているセレノシステイン由来活性中間体は、極めて不安定であるためモデル研究すら困難であった。本研究では、反応中間体の高活性と安定性を両立できる新規なペプチドモデル系の創製を目指し、巨大分子キャビティをペプチドのCradleとして活用することで、ペプチド由来活性中間体そのものを安定化できるCradledペプチドモデルの開発を目的としている。前年度までに、重要な抗酸化酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼ（GPx）の触媒サイクルに関するモデル研究を行い、GPxの酵素機能について提唱されてきた基本触媒機構およびバイパス機構のすべての素反応過程を実験的に証明することに成功した。しかし、前年度までの研究では、GPx触媒部位に存在するアミノ酸配列を一般化したSec-Gly-Glyモデルを用いており、GPxの失活抑制過程として最近注目されているセレノシステインセレネン酸（SecSeOH）から環状セレネニルアミドへの分子内環化過程はごく低い収率にとどまっていた。本年度、GPxのアイソザイムであるGPx1およびGPx4の活性中心モデルであるSec-Gly-ThrモデルおよびSec-Gly-LysモデルのSecSeHを合成し、実際の酵素により近いモデルでの検討を行った。その結果、Sec-Gly-ThrモデルおよびSec-Gly-Lysモデルのいずれにおいても、SecSeHからのSecSeOHの生成をNMRにより観測し、そこからの分子内環化過程が一般化モデルであるSec-Gly-Glyモデルよりも効率的に進行することを明らかにした。これらの結果は、従来仮説としての提唱に留まってきた抗酸化酵素の失活抑制過程が、ペプチド系で効率的に進行しうることを実証するものであり、抗酸化酵素の作用機序の研究において基盤となる化学的知見といえる。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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