Protein semi-synthesis-based construction of protein library with diversity in post-translational modification

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21483
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
• Research Institution: Fukuyama University
• Principal Investigator: Shigenaga Akira 福山大学, 薬学部, 教授 (10423394)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大高 章 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (20201973) ; 伊藤 孝司 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (00184656)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: タンパク質半合成 / ネイティブケミカルライゲーション / ペプチドチオエステル / タンパク質化学 / ペプチド化学

Outline of Final Research Achievements

Protein drugs have received widespread attention in recent years. The use of protein libraries facilitates the search for a more active protein drug. The key to building a protein library is how to efficiently create diversity. Diversity in the amino acid sequences of proteins can be easily achieved; however, it is difficult to introduce diversity into the post-translational modification. For this reason, we decided to challenge the establishment of a new protein semi-synthesis method that contributes to the construction of a protein library with diversity in post-translational modifications. As a result, we succeeded in establishing a new protein semi-synthesis method. Furthermore, the mechanism of the key reaction was rationalized by quantum chemical calculations.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、タンパク質医薬品が注目されています。同医薬品の探索では、タンパク質ライブラリが利用可能です。タンパク質ライブラリとは多くのタンパク質を集めたもので、図書館で本を探すようにタンパク質ライブラリから高活性タンパク質を探します。本ライブラリ構築では、いかに多くのタンパク質を用意するか、つまり多様性を持たせるかがカギとなります。タンパク質の多くは、本体と翻訳後修飾に分けられます。多様性を前者に持たせる技術は確立されていますが、後者に持たせるのは困難でした。そこで私たちは、翻訳後修飾部分に多様性を持つタンパク質ライブラリ構築の基盤となる、新たなタンパク質半合成法の確立に挑戦し、成功しました。