2015 Fiscal Year Annual Research Report
ナノサイズ空孔型反応場を活用した高反応性アミノ酸誘導体モデルの開発
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15H03776
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
後藤 敬 東京工業大学, 大学院理工学研究科(理学系), 教授 (70262144)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 有機化学 / 酵素モデル / 活性中間体 / アミノ酸 / 合成化学 / セレノシステイン / ヨウ化セレネニル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、酵素の活性部位の構造的特性を採り入れた巨大分子キャビティを開発し、このキャビティを保護空間"クレードル"として活用することで、内部に高反応性アミノ酸部位を導入した酵素活性部位モデル（"クレードルドアミノ酸"）を構築することを目的としている。これにより、従来不安定性のために合成困難であった生体反応活性中間体を手に取れる形に安定化し、その構造および反応性を直接的に解明することを目指している。今年度、剛直なフェニレンデンドリマー骨格に基づく直径約2 nmの分子キャビティを活用し、内部にセレノシステインユニットを導入した"クレードルドセレノシステイン"を開発について検討した。このモデル系を活用することで、セレノシステインヨウ化セレネニルの合成について検討した。セレノシステインヨウ化セレネニルは、甲状腺ホルモン活性化酵素の触媒サイクルにおける重要な中間体として注目を集めている化学種であるが、セレノシステイン由来のヨウ化セレネニルについては、これまで観測例すら報告されていない。アミノ酸モデルの開発に先立ち、化学種の基本的な性質について知見を得るための標準物質の合成について検討し、キャビティ型骨格をもつセレノールの酸化的ヨウ素化により、第一級アルキル置換ヨウ化セレネニルを安定に合成・単離することに成功した。これを用いて、酵素作用機序に含まれる反応過程として提唱されていながらこれまで実証例がない、ヨウ化セレネニルの加水分解によるセレネン酸の生成を実験的に示すことに成功した。次に、"クレードルドセレノシステイン"骨格をもつセレノールを、セレノシスチン誘導体をキャビティ内に導入する経路により合成した。このセレノールの酸化的ヨウ素化により、セレノシステイン由来ヨウ化セレネニルの合成・単離に初めて成功するとともに、その反応性を検証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
"クレードルドセレノシステイン"を開発し、それを活用することで、酵素反応における重要な中間体として提唱されていながら従来合成例のなかったセレノシステイン由来ヨウ化セレネニルの合成・単離に成功した。また、ヨウ化セレネニルの標準物質として第一級アルキル置換体を合成し、酵素作用機序に含まれると提唱されていながら実験的な証明例がなかった、ヨウ化セレネニルの加水分解によるセレネン酸の生成過程の実証に成功するなど、順調な進捗状況といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に得られた知見に基づき、"クレードルドセレノシステイン"を活用した生体反応活性種モデルの開発について検討する。セレノシステインヨウ化セレネニルの構造および反応性の解明を進めるとともに、代表的な抗酸化酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼの触媒サイクルについて、提唱されてきた反応機構の化学的検証を行う。
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Research Products
(11 results)
