[スポンサーリンク]

chemglossary

光親和性標識 photoaffinity labeling (PAL)

[スポンサーリンク]

 

芳香族アジドや芳香族ジアジリン、ベンゾフェノンなどは、光照射によって反応活性種を生じる構造として知られている。そのため、これらを導入した生理活性物質を生物やその破砕物に添加して光を照射することで、活性物質の標的タンパク質等を標識することができる。この手法を光親和性標識法と呼び、先に上げたような構造は光親和性ユニットや光親和性標識基と呼ばれる。

また、光親和性標識にはラベルしたタンパク質を検出するための検出用官能基も必要である。検出用官能基としては放射性同位元素ビオチンが主流であり、それらを導入した化合物が多く用いられている。その他、近年ではクリックケミストリーを使い、タンパク質の標識化後に検出用官能基を導入する手法も確立されてきている。

光親和性標識法は多くのタンパク質が存在する系中から、標的タンパク質を簡便に標識する方法として注目されている。そして、ケミカルバイオロジーの起こりとともに、この手法を用いて生理活性物質の標的タンパク質を標識化し、同定する試みが盛んに行われている。しかしながら、タンパク質をラベルするという目的のために、光親和性標識基には以下のような性質が求められる。

 1. 蛍光灯など日常扱う光では励起しないこと
2. 励起条件が温和で、生体成分に影響を与えないこと
3. 励起状態がタンパク質のラベルのために十分長いこと
4. 非特異的にタンパク質と結合しないこと
5. 光親和生標識基が活性に影響を与えないこと

これらの条件を完璧に満たす光親和性標識基は未だ開発されてはいない。そのため、多くの光親和性標識基の中から、使用者が自らの目的に応じて光親和性標識基を選択しなければならない。しかし、実際には以下の3つの標識基が主に使用されている。

A. Phenylazide

300nm以下のUVを照射することで活性種であるニトレンを生成する。実際にはフェニルアジドそのものを導入するのではなく、ベンゼン環をもつ物質にアジドのみ導入するケースが圧倒的に多い。
最大の利点としては、小さいために化合物へ与える影響が少ないことがあげられる。しかし欠点が多く、第一に照射するUVが短波長でなければならない。短波長のUVの照射はタンパク質を変性させるため、長時間の照射には向いていないとされる。第二に、アジドがチオールと反応するため、標的タンパク質以外のタンパク質に対して非特異的な結合を形成する場合がある。その他、不可逆的な反応のため、反応効率が低い。

B. Trifluoromethylphenyldiazirine

360nm以下のUVを照射することで活性種であるカルベンを生成する。こちらはベンゼン環を持たない化合物にフェニルジアジリンユニットを導入することも多い。
ジアジリンは比較的長波長のUV照射で励起する。カルベンはニトレンやジラジカルに比べて反応性が高いことから、短時間のUV照射で標識することができる。さらに、水と反応するため、近傍にタンパク質等がいない場合には失活することで非特異的標識を防ぐという性質も持つ。一方、短所としてはアジドに比べると構築する手間がかかることあげられる。

C. Benzophenone

360nm付近の光でビラジカルベンゾフェノンの最大の特徴は、励起が可逆的に起こることである。反応しなかった分子は元の構造に戻るため、反応効率が高いと言われている。
しかし、その大きさから化合物に与える影響が大きいことや、状況によっては構築が難しい点が短所である。また、水と反応しないことから、繰り返しUV照射をするうちに非特異的な標識をしてしまう可能性も高い。

詳細や応用例について更に詳しく知りたい方は以下のReviewやそのReferenceを参考にされたい。

参考文献、関連文献

  1.  “Recent Trends in Photoaffinity Labeling” Florence Kotzyba-Hibert et al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, 1296-1312
  2.  “Photoaffinity Labeling and Its Application in Structural Biology” E. L. Vodovozova BIOCHEMISTRY(Moscow) 2007, Vol.72, No.1
  3.  “Recent Progress in Diazirine-Based Photoaffinity Labeling” Makoto Hashimoto et al. Eur. J. Org. Chem. 2008, 2513-2523

 

関連書籍

 

関連リンク

  • 定金研究室

 

 

らくとん

投稿者の記事一覧

とある化学メーカーで有機合成関係の研究をしている人。一日でも早くデキる企業ケミストになることを夢見ているが、なかなか芽が出ない残念ケミスト。化学も好きだけど生物も大好きな農芸化学出身。

関連記事

  1. 蛍光異方性 Fluorescence Anisotropy
  2. 研究のための取引用語
  3. 分取薄層クロマトグラフィー PTLC (Preparative …
  4. 光学分割 / optical resolution
  5. 色素増感型太陽電池 / Dye-sensitized Solar…
  6. スナップタグ SNAP-tag
  7. 機能指向型合成 Function-Oriented Synthe…
  8. ケージド化合物 caged compound

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. トラウベ プリン合成 Traube Purin Synthesis
  2. 有機合成化学協会誌2019年10月号:芳香族性・O-プロパルギルオキシム・塩メタセシス反応・架橋型人工核酸・環状ポリアリレン・1,3-双極子付加環化反応
  3. マーティン・カープラス Martin Karplus
  4. クラレ 新たに水溶性「ミントバール」
  5. クライン・プレログ表記法 Klyne-Prelog Nomenclature System
  6. 【Spiber】新卒・中途採用情報
  7. 三種類の分子が自発的に整列した構造をもつ超分子共重合ポリマーの開発
  8. 湾曲したパラフェニレンで繋がれたジラジカルの挙動  〜湾曲効果による電子スピン状態の変化と特異性〜
  9. Practical Functional Group Synthesis
  10. CRISPR(クリスパー)

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2012年12月
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31  

注目情報

注目情報

最新記事

三井化学、DXによる企業変革の成果を動画で公開

三井化学株式会社は、常務執行役員 CDO 三瓶 雅夫による、三井化学グループ全社でのDX推進の取り組…

消光団分子の「ねじれ」の制御による新たな蛍光プローブの分子設計法の確立

第444回のスポットライトリサーチは、東京大学薬学部/大学院薬学系研究科 薬品代謝化学教室に在籍され…

マテリアルズ・インフォマティクスの手法:条件最適化に用いられるベイズ最適化の基礎

開催日:2022/11/30  申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の…

製薬系企業研究者との懇談会

日本薬学会医薬化学部会にある創薬ニューフロンティア(NF)検討会は,「学生のモチベーションやキャリア…

電子1個の精度で触媒ナノ粒子の電荷量を計測

第443回のスポットライトリサーチは、九州大学大学院工学研究院エネルギー量子工学部門 超顕微解析研究…

ハットする間にエピメリ化!Pleurotinの形式合成

天然物Pleurotinの形式合成が報告された。可視光による光エノール化/Diels–Alder反応…

【ジーシー】新卒採用情報(2024卒)

弊社の社是「施無畏」は、「相手の身になって行動する」といった意味があります。これを具現化することで存…

【書評】科学実験でスラスラわかる! 本当はおもしろい 中学入試の理科

大和書房さんより 2022年9月に刊行された『科学実験でスラスラわかる!…

たったひとつのたんぱく質分子のリン酸化を検出する新手法を開発

第442回のスポットライトリサーチは、東京工業大学 理学院化学系(西野研究室)に所属されていた原島 …

第34回ケムステVシンポ「日本のクリックケミストリー」を開催します!

2022年のノーベル化学賞は「クリックケミストリーと生体直交化学」の開発業績で、バリー・シャープ…

Chem-Station Twitter

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