[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

スルホニルアミノ酸を含むペプチドフォルダマーの創製

[スポンサーリンク]

南フロリダ大学・Jianfeng Caiらのグループは、L-アミノ酸とD-sulfono-γ-AApeptideの2:1繰り返し構造が特異な右巻きらせん構造を取ることを報告した。

“Right-Handed Helical Foldamers Consisting of De Novo D-AApeptides”
Teng, P.; Ma, N.; Cerrato, D. C.; She, F.; Odom, T.; Wang, X.; Ming, L.-J.; van der Vaart, A.; Wojtas, L.; Xu, H.*; Cai, J.* J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7363–7369. DOI: 10.1021/jacs.7b03007 (冒頭図は論文より引用)

問題設定と解決した点

3次元構造を持つペプチドはタンパク質や膜分子に作用し、医薬・材料方面での利用が期待されている。中でもらせん状に折りたたまれたペプチドフォルダマーはこのような働きに加えて、膜内に入り込みチャネルとして機能できる可能性がある。

らせんを形作るペプチドの一つとして、L体・D体の両方のアミノ酸を交互に含むペプチドが挙げられる。そのような例としてはグラミシジンAやoligo-L-Val-D-Val peptideなどが知られるが報告例は少なく、らせん方向などの予測が困難であった。

著者らはらせん状ペプチドフォルダマーを新たに合成することでこのような化合物の知見を増やすとともに、生体分子模倣ペプチドの拡充を目指している。

技術・手法のキモ

著者らはペプチド核酸(PNA)から着想を得て設計されたAApeptide (N-acetylated-N-aminoethyl peptide)の3級アミド部分をスルホンアミドにする(Sulfono-AApeptide)ことで、アミドのシス/トランスによる影響をなくすとともに、立体障害を増大させてらせんを作りやすくする[1]ことを期待した。


主張の有効性検証

著者らはこれまでに、L-sulfono-γ-AApeptideのみのらせん[1]と α-アミノ酸とL-sulfono-γ-AA peptideの1:1複合のらせんフォルダマーを合成していた[2]。今回の論文ではα-アミノ酸:D-sulfono-γ-AApeptide=2:1でらせんフォルダマーを形成できることを示している。

具体的には、L-Ala、L-Phe、4-chlorobenzenesulfonyl-D-sulfono-γ-AA残基でペプチドを作り、単結晶X線構造解析を行うことで、冒頭図の様ならせん構造が作られていることを確認している。

誘導体の構造解析より、以下のことが明らかになっている。

  • 長いペプチドほどらせんを形成しやすい。
  • どの鎖長のものも右巻きである。半径2.6Å、一巻き4.5残基、5.1Å。π-へリックスに近い構造をとる。
  • 16-16-14の水素結合形成パターンを取る。
  • 側鎖は軸に対して外側を向いている。官能基の表面提示に有効な骨格である。
  • 各結合のねじれ角が特徴的。Ala部分はαへリックスに近くPhe部分はβシートに近い。D-sulfono-γ-AA残基部分はどれともつかない角度を取る。
  • トリフルオロエタノール中でのCDスペクトルより、温度・濃度変化にらせん構造は安定であることが示されている。
  • 分子動力学シミュレーションにより得られたらせん構造の妥当性が示されている。
  • スルホンアミドフェニル基上の置換基やα-アミノ酸部位を各々変更しても、らせん構造を取り得ることがNOE解析(CD3OH中)によって示唆されている。

議論すべき点

  • 官能基の一般性および安定性を兼ね備える、D-sulfono-γ-AA残基という特殊アミノ酸を含む、πへリックスという特異な構造を取る、側鎖は外を向いていてその向きに方向性がある、などの特性があるため、医薬分子や膜人工チャネル分子として組み込める可能性が十分あると考えられる。
  • 末端近傍のらせん構造は若干崩れやすい平衡にあるので改善は必要か。
  • D-sulfono-γ-AA残基は固相合成できる。Pd還元が必要なのが難である。

次に読むべき論文は?

  • Poly‐Aibペプチドでらせんを作り、膜に組み込んでイオン透過能を計測している論文[3]。鎖長によってイオン取り込み能が変わっている。膜に組み込むにはどのような特性がいるのか。N、C末端にどのようなキャップ構造を付ければよいか。膜貫通に必要な鎖長、チャネルを作る穴の大きさetc…などのヒントになるか?

参考文献

  1. Wu, H.; Qiao, Q.; Hu, Y.; Teng, P.; Gao, W.; Zuo, X.; Wojtas, L.; Larsen, R. W.; Ma, S.; Cai, J. Chem. Eur. J. 2015, 21, 2501. DOI: 10.1002/chem.201406112
  2. Wu, H.; Qiao, Q.; Teng, P.; Hu, Y.; Antoniadis, D.; Zuo, X.; Cai, J.  Org. Lett. 2015, 17, 3524. DOI: 10.1021/acs.orglett.5b01608
  3. Jones, J. E.; Diemer, V.; Adam, C.; Raftery, J.; Ruscoe, R. E.;  Sengel, J. T.; Wallace, M. I.; Bader, A.; Cockroft, S. L.; Clayden, J.;  Webb, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 688. DOI: 10.1021/jacs.5b12057
Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. オペレーションはイノベーションの夢を見るか? その3+まとめ
  2. 生体分子と疾患のビッグデータから治療標的分子を高精度で予測するA…
  3. 世界最高の活性を示すアンモニア合成触媒の開発
  4. 種子島沖海底泥火山における表層堆積物中の希ガスを用いた流体の起源…
  5. 触媒表面の化学反応をナノレベルでマッピング
  6. 分子内架橋ポリマーを触媒ナノリアクターへ応用する
  7. ADC薬基礎編: 着想の歴史的背景と小分子薬・抗体薬との比較
  8. 一般人と化学者で意味が通じなくなる言葉

注目情報

ピックアップ記事

  1. 子ども向け化学啓発サイト「うちラボ」オープン!
  2. 第137回―「リンや硫黄を含む化合物の不斉合成法を開発する」Stuart Warren教授
  3. 有機アモルファス蒸着薄膜の自発分極を自在制御することに成功!
  4. 最少の実験回数で高い予測精度を与える汎用的AI技術を開発 ~材料開発のDX:NIMS、旭化成、三菱ケミカル、三井化学、住友化学の水平連携で実現~
  5. サレット・コリンズ酸化 Sarett-Collins Oxidation
  6. 革新的なオンライン会場!「第53回若手ペプチド夏の勉強会」参加体験記
  7. 2つの結合回転を熱と光によって操る、ベンズアミド構造の新たな性質を発見
  8. 「医薬品クライシス」を読みました。
  9. 第七回ケムステVシンポジウム「有機合成化学の若い力」を開催します!
  10. 第四回 ケムステVシンポ「持続可能社会をつくるバイオプラスチック」

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2017年7月
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31  

注目情報

最新記事

アクリルアミド類のanti-Michael型付加反応の開発ーPd触媒による反応中間体の安定性が鍵―

第622回のスポットライトリサーチは、東京理科大学大学院理学研究科(松田研究室)修士2年の茂呂 諒太…

エントロピーを表す記号はなぜSなのか

Tshozoです。エントロピーの後日談が8年経っても一向に進んでないのは私が熱力学に向いてないことの…

AI解析プラットフォーム Multi-Sigmaとは?

Multi-Sigmaは少ないデータからAIによる予測、要因分析、最適化まで解析可能なプラットフォー…

【11/20~22】第41回メディシナルケミストリーシンポジウム@京都

概要メディシナルケミストリーシンポジウムは、日本の創薬力の向上或いは関連研究分野…

有機電解合成のはなし ~アンモニア常温常圧合成のキー技術~

(出典:燃料アンモニアサプライチェーンの構築 | NEDO グリーンイノベーション基金)Ts…

光触媒でエステルを多電子還元する

第621回のスポットライトリサーチは、分子科学研究所 生命・錯体分子科学研究領域(魚住グループ)にて…

ケムステSlackが開設5周年を迎えました!

日本初の化学専用オープンコミュニティとして発足した「ケムステSlack」が、めで…

人事・DX推進のご担当者の方へ〜研究開発でDXを進めるには

開催日:2024/07/24 申込みはこちら■開催概要新たな技術が生まれ続けるVUCAな…

酵素を照らす新たな光!アミノ酸の酸化的クロスカップリング

酵素と可視光レドックス触媒を協働させる、アミノ酸の酸化的クロスカップリング反応が開発された。多様な非…

二元貴金属酸化物触媒によるC–H活性化: 分子状酸素を酸化剤とするアレーンとカルボン酸の酸化的カップリング

第620回のスポットライトリサーチは、横浜国立大学大学院工学研究院(本倉研究室)の長谷川 慎吾 助教…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP