[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. ボロン酸MIDAエステル MIDA boronate
  2. ネバー転位 Neber Rearrangement
  3. 向山アルドール反応 Mukaiyama Aldol Reacti…
  4. 市川アリルシアナート転位 Ichikawa Allylcyana…
  5. 水素化トリ(sec-ブチル)ホウ素リチウム/ナトリウム/カリウム…
  6. TPAP(レイ・グリフィス)酸化 TPAP (Ley-Griff…
  7. ノッシェル・ハウザー塩基 Knochel-Hauser Base…
  8. アシロイン縮合 Acyloin Condensation

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 高校生・学部生必見?!大学学術ランキング!!
  2. ゲームを研究に応用? タンパク質の構造計算ゲーム「Foldit」
  3. 「ペプチドリーム」東証マザーズ上場
  4. ウルフ・デッツ反応 Wulff-Dotz Reaction
  5. 鉄カルベン活性種を用いるsp3 C-Hアルキル化
  6. 科学予算はイギリスでも「仕分け対象」
  7. 新しい選択的ヨウ素化試薬
  8. 高分子学会年次大会 「合成するぞ!」Tシャツキャンペーン
  9. Dead Endを回避せよ!「全合成・極限からの一手」⑥(解答編)
  10. [6π]光環化 [6π]Photocyclization

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

化合物の秤量

数mgを量り取るといったことは多くの化学系の研究者の皆様が日常的にされていることかと思います。しかし…

小スケールの反応で気をつけるべきこと

前回はスケールアップについて書いたので、今回は小スケールの反応での注意すべきことについてつらつらと書…

尿から薬?! ~意外な由来の医薬品~ その1

Tshozoです。今まで尿に焦点をあてた記事を数回書いてきたのですが、それを調べるうちに「1…

OPRD誌を日本プロセス化学会がジャック?

OPRD(Organic Process Research &amp; Development)はJ…

ワークアップの悪夢

みなさま、4月も半分すぎ、新入生がラボに入ってきていると思います。そんな頃によく目にするのが、エマル…

単一分子の電界発光の機構を解明

第194回のスポットライトリサーチは、理化学研究所Kim表面界面科学研究室で研究員を務められていた、…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP