[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. 1,2-還元と1,4-還元
  2. 洗浄ブラシを30種類試してみた
  3. 合成小分子と光の力で細胞内蛋白質の局在を自在に操る!
  4. 露出した銀ナノクラスター表面を保持した、高機能・高安定なハイブリ…
  5. 【速報】2013年イグノーベル化学賞!「涙のでないタマネギ開発」…
  6. ケミカルバイオロジーがもたらす創薬イノベーション ~ グローバル…
  7. 有機合成化学協会誌2025年2月号:C–H結合変換反応・脱炭酸・…
  8. ポンコツ博士の海外奮闘録⑩ 〜博士,中和する〜

注目情報

ピックアップ記事

  1. 第47回「目指すは究極の“物質使い”」前田和彦 准教授
  2. 「イオンで農薬中和」は不当表示・公取委、米販2社に警告
  3. ChemDraw for iPadを先取りレビュー!
  4. 塩基と酸でヘテロ環サイズを”調節する”
  5. BO triple bond
  6. α‐リポ酸の脂肪蓄積抑制作用を高める効果を実証
  7. 希少金属
  8. ミズロウ・エヴァンス転位 Mislow-Evans Rearrangement
  9. HTEで一挙に検討!ペプチドを基盤とした不斉触媒開発
  10. 文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり⑫:「コクヨのペーパーナイフ」の巻

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

光の強さで分子集合を巧みに制御!様々な形を持つ非平衡超分子集合体の作り分けを実現

第691回のスポットライトリサーチは、千葉大学大学院 融合理工学府 分子集合体化学研究室(矢貝研究室…

化学系研究職の転職は難しいのか?求人動向と転職を成功させる考え方

化学系研究職の転職の難点は「専門性のニッチさ」と考えられることが多いですが、企業が求めるのは研究プロ…

\課題に対してマイクロ波を試してみたい方へ/オンライン個別相談会

プロセスの脱炭素化及び効率化のキーテクノロジーである”マイクロ波”について、今回は、適用を検討してみ…

四国化成ってどんな会社?

私たち四国化成ホールディングス株式会社は、企業理念「独創力」を掲げ、「有機合成技術」…

世界の技術進歩を支える四国化成の「独創力」

「独創力」を体現する四国化成の研究開発四国化成の開発部隊は、長年蓄積してきた有機…

第77回「無機材料の何刀流!?」町田 慎悟

第77回目の研究者インタビューは、第59回ケムステVシンポ「無機ポーラス材料が織りなす未来型機能デザ…

伊與木 健太 Kenta IYOKI

伊與木健太(いよき けんた,)は、日本の化学者。東京大学大学院新領域創成科学研究科准教授。第59回ケ…

井野川 人姿 Hitoshi INOKAWA

井野川 人姿(いのかわひとし)は、日本の化学者。崇城大学工学部ナノサイエンス学科准教授。第59回ケム…

開発者に聞く!試薬の使い方セミナー2026 主催: 同仁化学研究所

この度、同仁化学研究所主催のオンラインセミナー(参加無料)を開催いたします。注目されるライフ…

町田 慎悟 Shingo MACHIDA

町田 慎悟(まちだ しんご, 1990年 06月 )は、日本の化学者。2026年1月現在、ファインセ…

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