[スポンサーリンク]

B

生体共役反応 Bioconjugation

 

概要

生体共役反応(Bioconjugation)とは、2つの生体関連分子を共有結合で連結させる手法である。ほとんどの場合にはタンパク質を標的としている。化学反応開発における最先端研究課題でもある。

とりわけ人工分子と共役させることで、生命機能を操作・制御・追跡するための手がかりを得ることができるため、ケミカルバイオロジーにおける重要方法論として認知されている。

非天然型官能基を標的とするか、生体内在(native)官能基を標的とするかで大別される。後者のほうが応用範囲は圧倒的に広いが、官能基選択性・反応制御という観点で開発難度はかなり高いものとなる。他にも生体条件適合性(中性pH、室温程度、水系反応etc)や、試薬と廃棄物が無害であることなども要請されるため、使用できる反応形式は現在のところきわめて限定されている。

応用面からは抗体-医薬複合体(Antibody-drug conjugate)と呼ばれる次世代医薬を製造するために不可欠な技術でもある。

 

基本文献

<Review>
・Prescher, J. A.; Bertozzi, C. R. Nat. Chem. Biol. 20051, 13. doi:10.1038/nchembio0605-13
・Antos, J. M.; Francis, M. B. Curr. Opin. Chem. Biol. 200610, 253. doi:10.1016/j.cbpa.2006.04.009
・ Hackenberger, C. P. R.; Schwarzer, D. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 10030. DOI: 10.1002/anie.200801313
・ Chalker, J. M.; Bernardes, G. J. L.; Lin, Y. A.; Davis, B. G. Chem. Asian J. 2009, 4, 630. DOI: 10.1002/asia.200800427
・Heal, W. P.; Tate, E. W. Org. Biomol. Chem. 20108, 731. DOI: 10.1039/B917894E
・Boyce, M.; Bertozzi, C. R. Nat. Methods 20118, 638. doi:10.1038/nmeth.1657
・Stephanopouuls, N.; Francis, M. B. Nat. Chem. Biol. 20117, 876. doi:10.1038/nchembio.720
・ Hao, Z.; Hong, S.; Chen, S.; Chen, P. R. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 742. DOI: 10.1021/ar200067r
・ Witus, L. S.; Francis, M. B. Acc. Chem. Res. 201144, 774. DOI: 10.1021/ar2001292
・ Takaoka, Y.; Ojida, A.; Hamachi, I. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4088. DOI:
10.1002/anie.201207089

・ Ramil, C. p.; Lin, Q. Chem. Commun. 2013, 49, 11007. DOI:
10.1039/C3CC44272A

・ King, M.; Wagner, A. Bioconjugate Chem. 201425, 825. doi:10.1021/bc500028d
・ Spicer, C. D.; Davies, B. G. Nat. Commun. 20145, 4740. DOI: 10.1038/ncomms5740
・Patterson, D. M.; Nazarova, L. A.; Prescher, J. A. ACS Chem. Biol. 2014, 9, 592. doi:10.1021/cb400828a
・ Shih, H.-W.; Kamber, D. N.; Prescher, J. A. Curr. Opin. Chem. Biol. 2014, 21, 103. DOI:
10.1016/j.cbpa.2014.07.002

反応例

①非天然型官能基を標的とする反応

多重C-C結合が生体内には多く存在しないことと極性官能基受容性に着目して、Click反応(Huisgen環化)Staudinger-Bertozzi Ligation鈴木クロスカップリング薗頭カップリングなどをはじめとするPdクロスカップリング、逆電子要請型Diels-Alder反応オレフィンメタセシスなどが研究されている。ケト酸やアシルトリフルオロボレートを用いる反応なども最近開発されている。反応の足がかりとなる官能基を予め組み込んでおく必要があるため、あるがままの生細胞・動物などに直接用いることは難しいとされる。

bioconjugation_2.jpg

②Native官能基を標的とする反応

ペプチドにおけるリジンへのアシル化、システイン側鎖へのMicheal付加・アルキル化、チロシン側鎖への芳香族求電子置換反応などは典型的な例となる。N末端がシステインである場合にはNative Chemical Ligationも選択肢となる。ケトンやアルデヒドを側鎖酸化などによって露出させることができれば、オキシム化・ヒドラゾン化でも行える。応用範囲は①より広いが、高度な化学選択性を実現させることが困難とされる。

bioconjugation_3.jpg

 関連反応

 

関連書籍

外部リンク

The following two tabs change content below.
cosine

cosine

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。 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. 福山インドール合成 Fukuyama Indole Synthe…
  2. エッシェンモーザーカップリング Eschenmoser Coup…
  3. コーリー・ギルマン・ガネム酸化 Corey-Gilman-Gan…
  4. フェントン反応 Fenton Reaction
  5. アラン・ロビンソン フラボン合成 Allan-Robinson …
  6. 薗頭・萩原クロスカップリング Sonogashira-Hagih…
  7. FAMSO
  8. ロッセン転位 Lossen Rearrangement

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. (+)-sieboldineの全合成
  2. 脈動がほとんどない小型精密ポンプ:スムーズフローポンプQシリーズ
  3. 低分子ゲル化剤の特性・活用と、ゲル化・増粘の基礎【終了】
  4. 化学オリンピック:日本は金2銀2
  5. 分子標的の化学1「2012年ノーベル化学賞GPCRを導いた親和クロマトグラフィー技術」
  6. キャリー・マリス Kary Banks Mullis
  7. リチウムイオンに係る消火剤電解液のはなし
  8. Cooking for Geeks 第2版 ――料理の科学と実践レシピ
  9. Reaxys Prize 2012ファイナリスト45名発表!
  10. バージェス試薬 Burgess Reagent

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

日本化学会と日本化学工業協会に新会長就任

日本化学会は5月23日に川合眞紀氏(自然科学研究機構分子科学研究所)が新会長に就任したことを発表した…

塩基と酸でヘテロ環サイズを”調節する”

塩基と酸を作用させるだけで環サイズを調節できるユニークな中員環合成手法が報告された。塩基による環拡大…

「人工金属酵素によるSystems Catalysisと細胞内触媒反応」University of Basel, T. R. Ward研より

海外留学記第23回目は、前回22回目の研究記を掲載させていただいた小嶋良輔さんからの紹介で、Base…

太陽ホールディングスインターシップ

経営理念に共感し、自ら考え行動できる自律した人材と働きたい私たちは、楽しい社会を実現するという経…

抽出精製型AJIPHASE法の開発

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、…

【太陽HD】”世界一の技術”アルカリ現像型ソルダーレジストの開発

ソルダーレジストは、プリント配線板や半導体パッケージ用基板の表層部分に使用されはんだ付け作業時、不要…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP