[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

抽出精製型AJIPHASE法の開発

[スポンサーリンク]

2017年、味の素社の高橋大輔らは、ペプチド液相合成法であるAJIPHASE法にさらなる改良を加え、沈殿精製の代わりに、抽出精製を用いてone-potでペプチド合成を行える手法を開発した。

“AJIPHASE: A Highly Efficient Synthetic Method for One-Pot Peptide Elongation in the Solution Phase by an Fmoc Strategy”
Takahashi, D.*; Inomata, T.; Fukui, T. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 7803-7807. doi:10.1002/anie.201702931

問題設定

AJIPHASE法とは、ペプチドC末に長鎖アルキルアンカー分子を接続することで低極性有機溶媒中での縮合→脱保護後に極性溶媒添加による沈殿精製を可能とし、ペプチド鎖を液相で繰り返し伸長させる手法である[1-3]。手順が簡便である固相合成法のメリットと、試薬使用量が少なくてすむ液相合成法のメリットの両方を兼ね備えた特長を持つ。
以前のAJIPHASE法では、沈殿精製過程の溶媒にクロロホルムなど、環境負荷の高いハロゲン系溶媒を用いる必要があった。このため代替法として抽出精製法が検討されてきた。しかしながら伸長中のペプチド中間体の溶解度が悪い場合、抽出が不完全になる問題があり、実用的な手法にはなっていなかった。

汎用性の高い抽出精製型AJIPHASE法を開発するためには、以下の2点を解決する必要があった。

  1. 伸長中のペプチド中間体を完全に有機溶媒に溶解させる
  2. 副生成物を完全に水層に移動させ、取り除けるようにする

技術や手法の肝

著者らは本論文で上記①②の問題解決を成し遂げ、冒頭アイキャッチ画像のような改良型AJIPHASE法の開発に成功した。

問題①について

従来型AJIPHASE法では下図13のような直鎖アルキル型アンカー分子を用いていたが、長鎖ペプチドや疎水性ペプチドであれば有機溶媒に完全に溶解するものの、溶液の粘度が増すことによって抽出が不完全になる場合があった。そこで下図右に示すような新たなアンカー分子45を開発することで解決した。アンカー分子のアルキル鎖部位に枝分かれ構造を導入することで、疎水性を上げるとともに溶液粘度の上昇を防ぎ、抽出が容易になる。

問題②について

Fmoc基除去工程で生じるジベンゾフルベン(DBF)や、用いられる塩基が取り除けない場合、後続変換での副反応が懸念される。定法で用いられるピペリジンやジエチレントリアミンではDBFを完全に捕らえることができないため、有機層に多くのDBFが残ってしまう。また、酸性水溶液で洗浄した場合、ペプチドN末端がプロトン化されてエマルジョン化が引き起こされ、抽出が不完全になってしまう。そこでカルボン酸部分とチオールを併せもつ試薬(チオリンゴ酸・メルカプトプロピオン酸など)をDBFスカベンジャーとして用い、塩基性水溶液で洗浄を行なうプロトコルを確立することで解決した。

主張の有効性検証

①アンカー分子の有機溶媒への溶解性

直鎖アンカー12、分岐鎖アンカー45について、クロロホルム、酢酸エチル、シクロペンチルメチルエーテル、トルエンへの溶解性を比較したところ、45の溶解度のほうが数十倍~数千倍高いことが分かった。
さらに、アンカー14を用い、疎水性ペプチドFmoc-Val-Gly-Gly-Val-OHを抽出型AJIPHASE法でそれぞれ合成したところ、アンカー1を用いた場合は4残基目との縮合時に不溶物質が確認されたが、アンカー4を用いた場合は完全に均一な溶液のままであった。

②Fmoc脱保護における副生成物の除去

Fmocの脱保護に、DBUとMpaまたはチオリンゴ酸を用い、塩基性水溶液で洗浄したところ、DBFと塩基の付加体が容易に得られ、水層に除かれることが確認された。

③長鎖ペプチド合成への応用

10残基ペプチドであるDegarelixと、20残基ペプチドであるBivalirudinの合成を、本改良型AJIPHASE法を用いてone-potで達成している。Degarelixは収率85%・純度89%、Bivalirudinは収率73%・純度84%で得られた。また、溶媒として非ハロゲン系溶媒のシクロペンチルメチルエーテル(CPME)を用いても合成可能であり、従来の液相法の1/10の溶媒量で反応を行うことも可能であった。

 

議論すべき点

  • ハロゲン溶媒を使わずにペプチドが合成可能と論文中では述べられているが、DegarelixやBivalirudinの合成はクロロホルムを溶媒として用いて行われている。完全にハロゲン溶媒を回避することのは、収率や純度を考慮するとまだ難しいというのが実情かもしれない。

次に読むべき論文は?

  • 液相法でペプチド合成を行い抽出精製を行っている例として、フルオラス抽出型プロトコルを用いている事例がある[4]。

参考文献

  1. Takahashi, D.; Yamamoto, T. Tetrahedron Lett. 2012, 53, 1936. doi:10.1016/j.tetlet.2012.02.006
  2. Takahashi, D.; Inomata, T. J. Pept. Sci. 2012, 18, S35.
  3. Takahashi, D.; Yano, T.; Fukui, T. Org. Lett. 2012, 14, 4515. DOI: 10.1021/ol302002g
  4. Mizuno, M.; Miura, T.; Goto, K.; Hosaka, D.; Inazu, T. Chem. Commun. 2003, 972. doi: 10.1039/B300682D
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. ヒュッケル法(前編)~手計算で分子軌道を求めてみた~
  2. 中小企業・創薬ベンチャー必見!最新研究機器シェアリングシステム
  3. 日本プロセス化学会2024ウインターシンポジウム
  4. Reaxys Ph.D Prize2014ファイナリスト45名発…
  5. 製薬系企業研究者との懇談会
  6. MSI.TOKYO「MULTUM-FAB」:TLC感覚でFAB-…
  7. Discorhabdin B, H, K, およびaleutia…
  8. ナイトレンの求電子性を利用して中員環ラクタムを合成する

注目情報

ピックアップ記事

  1. デイヴィッド・リウ David R. Liu
  2. Mestre NovaでNMRを解析してみよう
  3. 「鍛えて成長する材料」:力で共有結合を切断するとどうなる?そしてどう使う?
  4. 海外留学ってどうなんだろう? ~きっかけ編~
  5. C70の中に水分子を閉じ込める
  6. ワートン反応 Wharton Reaction
  7. あなたの分子を特別なカタチに―「CrystalProtein.com」
  8. カルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム(I)ヒドリド:Carbonyltris(triphenylphosphine)rhodium(I) Hydride
  9. リッチー・サーポン Richmond Sarpong
  10. ノーベル賞親子2代受賞、コーンバーグさんが東大で講演

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年5月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

ルイス酸性を持つアニオン!?遷移金属触媒の新たなカウンターアニオン”BBcat”

第667回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院工学系研究科 野崎研究室 の萬代遼さんにお願いし…

解毒薬のはなし その1 イントロダクション

Tshozoです。最近、配偶者に対し市販されている自動車用化学品を長期に飲ませて半死半生の目に合…

ビル・モランディ Bill Morandi

ビル・モランディ (Bill Morandi、1983年XX月XX日–)はスイスの有機化学者である。…

《マイナビ主催》第2弾!研究者向け研究シーズの事業化を学べるプログラムの応募を受付中 ★交通費・宿泊費補助あり

2025年10月にマイナビ主催で、研究シーズの事業化を学べるプログラムを開催いたします!将来…

化粧品用マイクロプラスチックビーズ代替素材の市場について調査結果を発表

この程、TPCマーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=松本竜馬)は、化粧品…

分子の形がもたらす”柔軟性”を利用した分子配列制御

第666回のスポットライトリサーチは、東北大学多元物質科学研究所(芥川研究室)笠原遥太郎 助教にお願…

柔粘性結晶相の特異な分子運動が、多段階の電気応答を実現する!

第665回のスポットライトリサーチは、東北大学大学院工学研究科(芥川研究室)修士2年の小野寺 希望 …

マーク・レビン Mark D. Levin

マーク D. レビン (Mark D. Levin、–年10月14日)は米国の有機化学者である。米国…

もう一歩先へ進みたい人の化学でつかえる線形代数

概要化学分野の諸問題に潜む線形代数の要素を,化学専攻の目線から解体・解説する。(引用:コロナ…

ノーベル賞受賞者と語り合う5日間!「第17回HOPEミーティング」参加者募集!

今年もHOPEミーティングの参加者募集の時期がやって来ました。HOPEミーティングは、博士課…

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