[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

分子の聖杯カリックスアレーンが生命へとつながる

[スポンサーリンク]

GREEN201219calix9.png

分子の聖杯のふたつ名にふさわしい化学構造を持ったカリックスアレーン。新たに開発されたカリックスアレーンは、タンパク質を構成する20種類のアミノ酸のうち、表面にあるリジンだけを認識できるとのこと。

生命現象の舞台裏で活躍するタンパク質の立体構造をエックス線で解き明かすには、今まで結晶化の条件検討が最も困難な過程のひとつでした。今回のカリックスアレーンには、タンパク質分子の極性を相殺して、結晶化をうながす可能性も指摘されており、高い注目が集まりました。

立体構造情報はPDB(Protein Data Bank)より

人間の手で初めてカリックスアレーンが合成されたのは1978年のこと。条件を上手く選べばフェノールホルムアルデヒドから合成できると判明したのでした。

GREEN201210calix2.png

命名の由来となったカリックス(calix)とは、ラテン語で聖杯のことであり、英語ではカリス(chalice)にあたります。アレーンはもちろん芳香族炭化水素のことです。

合成が可能になって以来、カリックスアレーンと言えば、超分子化学の分野では、クラウンエーテルシクロデキストリンと並ぶホスト分子の花形として、注目を集めてきました。変形しにくいベンゼン環がちょうつがいとなるメチレン単位で結ばれており、適度なかたさを保ちながらもいろいろな大きさのゲスト分子に対応できる柔軟さが、カリックスアレーンの特色です。

実際、メチレンで結ばれたベンゼン環8つのユニットを含むカリックス[8]アレーンの誘導体は、フラーレン(C60)だけをゲスト分子として捕まえることができます(1)。また、6つのユニットを含むカリックス[6]アレーンの誘導体は、平面正六角形方向に結合がのびるウラニルイオン(UO22+)だけをゲスト分子として捕まえることができます(2)。他にも、カリックスアレーンの分子認識能力の高さを示す具体例は枚挙にいとまがありません。

GREEN201210calix3.png

カリックス[4]アレーンの一般式



カリックスアレーンを基盤としてホスト分子とゲスト分子の間で成り立つ超分子化学は、このように今まで盛んに研究されてきました。しかし、カリックスアレーンとタンパク質の相互作用については大きな関心があるにも関わらず、利用可能な情報は限られていました。

 

  • タンパク質の表面にあるリジン側鎖だけを認識

タンパク質の表面を認識する小分子は、タンパク質の相互作用特性を調整する道具として重要です。しかし、カリックスアレーンのような小分子でタンパク質の特定の構造を正確に認識することは、ほとんど成功例がありませんでした。

新たに発見(3)されたところによると、スルホン酸カリックス[4]アレーンは、タンパク質表面のリジン残基を認識します。エックス線結晶構造解析により立体構造情報が示され、核磁気共鳴により溶液状態でも相互作用が確認されました。

GREEN201210calix4.png

研究チーム(3)は、今後このようなカリックスアレーンがタンパク質間相互作用を仲介し、結晶化を促進する用途に使える可能性を指摘しています。タンパク質の立体構造を解き明かしたい場合、最も悩ましい実験操作は結晶化の条件検討です。分子の聖杯、カリックスアレーンが、生命現象を統べるタンパク質を調べる道具として、活躍する日もいつかはあるのかもしれません。

カリックスアレーンでタンパク質とコネクト、結晶ごしにのぞいたら世界はきっと変わって見えるでしょう。

 

  • 参考論文

(1) “Molecular design of calixarene-based uranophiles which exhibit remarkably high stability and selectivity.” Seiji Shinkai et al. J. Am. Chem. Soc. 1987 DOI: 10.1021/ja00255a023

(2) “Purification of C60 and C70 by selective complexation with calixarenes.” Jerry L Atwood et al. Nature 1994 DOI: 10.1038/368229a0

(3) “Protein camou?age in cytochrome c–calixarene complexes” Roise E. McGovern et al. Nature Chemistry 2012 DOI: 10.1038/nchem.1342

 

  • 関連書籍

 

The following two tabs change content below.
Green

Green

静岡で化学を教えています。よろしくお願いします。
Green

最新記事 by Green (全て見る)

関連記事

  1. 有機合成化学協会誌2019年1月号:大環状芳香族分子・多環性芳香…
  2. Rice cooker
  3. 光触媒の活性化機構の解明研究
  4. 合成手法に焦点を当てて全合成研究を見る「テトロドトキシン~その1…
  5. 構造式の効果
  6. 2つの触媒反応を”孤立空間”で連続的に行う
  7. 2014年ケムステ記事ランキング
  8. スタチンのふるさとを訪ねて

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. JSRとはどんな会社?-1
  2. ヤクルト、大腸の抗がん剤「エルブラット」発売
  3. 2015年化学生物総合管理学会春季討論集会
  4. 金属ヒドリド水素原子移動(MHAT)を用いた四級炭素構築法
  5. ポケットにいれて持ち運べる高分子型水素キャリアの開発
  6. コランニュレン corannulene
  7. アンドレイ・ユーディン Andrei K. Yudin
  8. 有機トリフルオロボレート塩 Organotrifluoroborate Salt
  9. 分子振動と協奏する超高速励起子分裂現象の解明
  10. 学振申請書を磨き上げる11のポイント [文章編・前編]

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

第49回―「超分子の電気化学的挙動を研究する」Angel Kaifer教授

第49回の海外化学者インタビューは、エンジェル・カイファー教授です。マイアミ大学化学科で超分子系電気…

日本化学会 第100春季年会 市民公開講座 夢をかなえる科学

■ 概要企画名:    市民公開講座 夢をかなえる科学主催:        公益社団法人…

第48回―「周期表の歴史と哲学」Eric Scerri博士

第48回の海外化学者インタビューは、エリック・セリー博士です。英国で教育を受け、カリフォルニア大学ロ…

ペプチド縮合を加速する生体模倣型有機触媒

2019年、ニューヨーク大学のParamjit S. Aroraらは、活性アシル中間体への求核付加遷…

第47回―「ロタキサン・カテナン・クラウンエーテルの超分子化学」Harry Gibson教授

第47回の海外化学者インタビューは、ハリー・ギブソン教授です。バージニア工科大学の化学科に所属し、プ…

女優・吉岡里帆さんが、化学大好きキャラ「DIC岡里帆(ディーアイシーおか・りほ)」に変身!

印刷インキや有機顔料世界トップシェアのDIC株式会社は、2020年1月より、数々のヒット作に出演し、…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP