Study on precise stereoscopic control method by intramolecular crosslinking of bioactive peptide

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04494
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 千葉 一裕 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20227325)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 洋平 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80749268)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ペプチド / 化学合成 / 生物活性物質 / ジスルフィド結合

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、Conotoxinをモデルとして高度に制御された通常の方法では達成困難なペプチドの分子内架橋形成法を導入し、精密に立体構造を固定した有用ペプチド誘導体を高純度、高収率で大量に合成する革新的な方法を確立することを目的とする。申請者はこれまで、電解酸化によって活性化したカチオン種でチオールをトラップする方法を数多く開発してきた。今回、この方法を用いてターゲットとするジスルフィド結合を形成する方法と併せ、各組のチオール基がフリーになったものについて、活性カチオン中間体を用いて架橋を形成する。本法は中性の支持塩を溶解したニトロメタン中で進行するものでありこの溶液は疎水性タグが結合したペプチドが逆ミセルを形成するシクロヘキサンとは相互に分離するため、下層のニトロメタン溶液に溶解している架橋原料物質を直接電極酸化することによって、複雑なペプチドに架橋形成することができるものと期待される。また架橋剤の構造を変換することにより、架橋の長さを変えることも可能である。この新たな方法は、酸化還元剤等が不要であり、また、酸化処理される電極表面にペプチドが接触しないため、非常に温和な条件で修飾反応が実現できるという特徴を有する。本研究ではこの新たな方法を用いた架橋形成反応を実現する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通り、非天然型架橋形成法への応用、ならびにペプチド分子内の多数のジスルフィド結合を非天然型架橋で置換する新たな方法の開発に成功した。

Strategy for Future Research Activity

本研究では、これまでに申請者らが開発した逆ミセル連続反応法を用いた極めて効率の良い液相合成反応法を導入し、結合形成の順序を自在に制御する選択的分子内ジスルフィド架橋形成によるすべてのトポイソマーの完全選択合成、ペプチド主鎖の環化が困難なペプチド分子にも適用できる分子内環化反応等を新たに導入することによって、立体構造を制御した高度な修飾ペプチドの合成を実現することを計画する。反応法としては反応毎のクロマトグラフィーやフィルターを用いた濾過操作を必要としない、１容器内多段階反応・迅速分離システムを構築し、立体構造を精密に制御した天然型、非天然型Conotoxin類および次世代ペプチド医薬品の製造に広く適用できる革新的な合成法を確立する。