[スポンサーリンク]

N

ネイティブ・ケミカル・ライゲーション Native Chemical Ligation (NCL)

[スポンサーリンク]

概要

既存のペプチド合成においては、分子量が大きくなるにつれて、官能基同士の望まぬ相互作用が指数関数的に増えるとともに、反応点がペプチド内部に潜り込んで遭遇しにくくなる。この結果、縮合の反応性が劇的に落ちる。たとえば液相は最大10残基程度、固相でも最大50残基程度がその適用限界とされている。

この壁を克服する方法論として有効なのが、Native Chemical Ligation (NCL) 法である。

C末端にチオエステルを持つペプチドとN末端に無保護システインを持つペプチドを、生体適合条件下(pH 7、20℃~37℃)に混ぜるだけで反応が進行し、余分な活性化剤を必要としない。側鎖無保護のペプチドでも反応が収率良く進行する。ペプチドに生来備わっている官能基(Native Functional Group)を利用している点で価値が高い手法である。この方法によっておよそ200残基程度までのペプチド鎖を化学合成することが可能になった。

必然的に結合部はシステイン残基にならざるを得ないが、硫黄原子を還元的に除去して別の残基にする方法なども開発されている。

基本文献

  • Dawson, P. E.; Muir, T. W.; Clark-Lewis, I.; Kent, S. B. H. Science 1994, 266, 776. DOI:10.1126/science.7973629
  • Johnson, E. C. B.; Kent, S. B. H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6640. DOI: 10.1021/ja058344i
<Review of NCL>
  •  Dawson, P. E.; Kent, S. B. H. Annu. Rev. Biochem. 2000, 69, 923.
  • Clark, R. J.; Craik, D. J. Pept. Sci. 2009, 94, 414. DOI: 10.1002/bip.21372
  • McGrath, N. A.; Raines, R. T. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 752. DOI: 10.1021/ar200081s
  • Raibaut, L.; Olivier, N.; Melnyk, O. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7001. DOI: 10.1039/C2CS35147A 
  • Wong, C. T. T.; Tung, C. L.; Li, X. Mol. Biosys. 2013, 9, 826. DOI: 10.1039/C2MB25437A
  • Agouridas, V.; Mahdi, O. E.; Diemer, C.; Cargoët, M.; Monbaliu, J.-C. M.; Melnyk, O. Chem. Rev. 2019, 119, 7328. doi:10.1021/acs.chemrev.8b00712
<General Review of Chemical Synthesis of Peptides/Proteins>
  • Humphrey, J. M.; Chamberlin, A. R. Chem. Rev. 1997, 97, 2243. DOI: 10.1021/cr950005s
  • Bray, B. L. Nat. Rev. Drug Discov. 2003, 2, 587. doi:10.1038/nrd1133
  • Nilsson, B. L.; Soellner, M. B.; Raines, R. T. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2005, 34, 91. DOI: 10.1146/annurev.biophys.34.040204.144700
  • Kent, S. B. H. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 338. DOI: 10.1039/b700141j
  • Pattabiraman, V. R.; Bode, J. W. Nature 2011, 480, 471. doi:10.1038/nature1070
  •  Stolzew, S. C.; Kaiser, M. Synthesis 2012, 44, 1755. DOI: 10.1055/s-0031-1289765

反応機構

S-to-Nアシル転移を鍵過程として進行する。最初のチオエステル交換過程は可逆である。例えば内部システインのように、チオール官能基が結合形成部位以外に存在しても、反応には影響を及ぼさない。見方を変えれば適切なチオールを触媒にすることで反応を加速させることも可能。

NCL_1.gif

反応例

ラネーニッケルによる脱硫により、Cys残基を選択的にAla残基に変換する事が可能。[1]

4-メルカプトフェニル酢酸(MPAA)や、2-メルカプトエタンスルホナート(MESNa)が良好な触媒として機能する。

タンパク質の全合成への応用

Kentらによって、HIV-1プロテアーゼCovalent DimerがNCL法を使って合成された[2]。これは化学的手法によって合成された史上最大のペプチドである(2009年現在)。

NCL_3.gif

実験手順

 

実験のコツ・テクニック

 

参考文献

  1. Yan, L.Z.; Dawson, P.E. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 526. DOI: 10.1021/ja003265m
  2. Torbeev, V. Y.; Kent, S. B. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 1667. DOI: 10.1002/anie.200604087

関連反応

関連書籍

外部リンク

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. FAMSO
  2. ハンチュ ジヒドロピリジン合成  Hantzsch Dihydr…
  3. アザ-ウィティッヒ反応 Aza-Wittig Reaction
  4. ガブリエルアミン合成 Gabriel Amine Synthes…
  5. マルコフニコフ則 Markovnikov’s Rul…
  6. ウォール・チーグラー臭素化 Wohl-Ziegler Bromi…
  7. パリック・デーリング酸化 Parikh-Doering Oxid…
  8. 可視光酸化還元触媒 Visible Light Photored…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2016年版】
  2. 化学者のためのエレクトロニクス講座~代表的な半導体素子編
  3. タクミナ「スムーズフローポンプQ」の無料モニターキャンペーン
  4. TEMPOよりも高活性なアルコール酸化触媒
  5. 始めよう!3Dプリンターを使った実験器具DIY:準備・お手軽プリント編
  6. ヘテロ原子を組み込んだ歪シクロアルキン簡便合成法の開発
  7. 化学系プレプリントサーバ「ChemRxiv」の設立が決定
  8. 巧みに骨格構築!Daphgracilineの全合成
  9. ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2017年版】
  10. 相次ぐ海外化学企業の合併

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2010年1月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

最新記事

アゾ重合開始剤の特徴と選び方

ラジカル重合はビニルモノマーなどの重合に用いられる方法で、開始反応、成長反応、停止反応を素反応とする…

先端事例から深掘りする、マテリアルズ・インフォマティクスと計算科学の融合

開催日:2023/12/20 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

最新の電子顕微鏡法によりポリエチレン分子鎖の向きを可視化することに成功

第583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 応用化学専攻 陣内研究室の狩野見 …

\脱炭素・サーキュラーエコノミーの実現/  マイクロ波を用いたケミカルリサイクル・金属製錬プロセスのご紹介

※本セミナーは、技術者および事業担当者向けです。脱炭素化と省エネに貢献するモノづくり技術の一つと…

【書籍】女性が科学の扉を開くとき:偏見と差別に対峙した六〇年 NSF(米国国立科学財団)長官を務めた科学者が語る

概要米国の女性科学者たちは科学界のジェンダーギャップにどのように向き合い,変えてきたのか ……

【太陽ホールディングス】新卒採用情報(2025卒)

■■求める人物像■■「大きな志と好奇心を持ちまだ見ぬ価値造像のために前進できる人…

細胞代謝学術セミナー全3回 主催:同仁化学研究所

細胞代謝研究をテーマに第一線でご活躍されている先生方をお招きし、同仁化学研究所主催の学術セミナーを全…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける回帰手法の基礎

開催日:2023/12/06 申込みはこちら■開催概要マテリアルズ・インフォマティクスを…

プロトン共役電子移動を用いた半導体キャリア密度の精密制御

第582回のスポットライトリサーチは、物質・材料研究機構(NIMS) ナノアーキテクトニクス材料研究…

有機合成化学協会誌2023年11月号:英文特別号

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2023年11月号がオンライン公開されています。…

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