[スポンサーリンク]

D

ジスルフィド架橋型タンパク質修飾法 Disulfide-Bridging Protein Modification

[スポンサーリンク]

システイン(Cysteine, Cys)を標的とするタンパク質修飾法はその信頼性から盛んに用いられているが、総じて以下に述べる問題点を有する。

  • 高反応性の裏返しとして、複数のCysを区別した位置選択的反応を進行させ、均質修飾体を製造することが困難である。
  • タンパク質中のCysはほとんどジスルフィドとして存在しており、unpairdなCysを活用するには、Cysを人為的に導入したリコンビナントタンパクの製造がしばしば必要になる。
  • 汎用されるCys-マレイミド共役法は、その付加体が細胞内還元条件に不安定であるため、応用が限られる。
  • 表面露出度の高いS-S結合は、タンパク質高次構造の安定性に関わる事が多く、還元的S-S切断→Cys修飾を行なうことで構造の不安定化が引き起こされがちである。

ジスルフィド架橋法(disulfide bridging)は、これらの問題点を解決するための方法論として考案された。もともとS-S結合だった部分を最少原子数で架橋することによって、安定かつ均質な修飾体が得られ、その高次構造もおおむね保持される。

基本文献

  • Brocchini, S.; Balan, S.; Godwin, A.; Choi, J.-W. ; Zloh, M.; Shaunak, S. Nat. Protoc. 2006, 1, 2241. doi:10.1038/nprot.2006.346
  • Zloh, M.; Shaunak, S.; Balan, S.; Brocchini, S. Nat. Protoc. 2007, 2, 1070. doi:10.1038/nprot.2007.119
<Review>
<Chemist’s Guide>

反応例

様々な試薬が開発されており、安定性、収率、毒性、preactivation手順などにそれぞれ違いがある[1-7]。

テトラジンジクロリド試薬による架橋構造はSPAAC反応の足がかりとして機能しうる[8]。

パーフルオロベンゼン[9]、ジビニルスルホンアミド[10]などもステープルペプチドの合成目的に開発されている。

実験のコツ・テクニック

S-S結合の還元的切断には、トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン(TCEP)塩酸塩が用いられる。広範なpHで使用可能な点が特徴である(1.5 < pH < 8.5)。

ジチオスレイトール(DTT)もより強力な還元剤として頻用されるが、中性条件近傍(pH>7)でしか機能しない点、架橋試薬に対する反応性を持つ点などが欠点である。

参考文献

  1. bissulfone: Shaunak, S.; Godwin, A.; Choi, J.-W. ; Balan, S.; Pedone, E.; Vijayarangam, D.; Heidelberger, S.; Teo, I.; Zloh, M.; Brocchini, S. Nat. Chem. Biol. 2006, 2, 312. doi:10.1038/nchembio786
  2. disubstituted maleimide: (a) Smith, M. E. B.; Schumacher, F. F.; Ryan, C. P.; Tedaldi, L. M.; Papaioannou, D.; Waksman, G.; Caddick, S.; Baker, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1960. DOI: 10.1021/ja908610s (b) Schumacher, F. F.; Nobles, M.; Ryan, C. P.; Smith, M. E. B.; Tinker, A.; Caddick, S.; Baker, J. R. Bioconjugate Chem. 2011, 22, 132. DOI: 10.1021/bc1004685
  3. monosubstituted maleimide: (a) Marculescu, C.; Kossen, H.; Morgan, R. E.; Mayer, P.; Fletcher, S.; Tolner, B.; Chester, K.; Jones, L. H.; Baker, J. R. Chem. Commun. 2014, 50, 7139. doi:10.1039/C4CC02107J (b) Richards, D. A.; Fletcher, S. A.; Nobles, M.; Kossen, H.; Tedaldi, L.; Chudasama, V.; Tinker, A.; Baker, J. R. Org. Biomol. Chem. 2016, 14, 455. doi:10.1039/C5OB02120K
  4. Pfisterer, A.; Eisele, K.; Chen, X.; Wagner, M.; Müllen, K.; Weil, T. Chem. Eur. J. 2011, 17, 9697. DOI: 10.1002/chem.201100287
  5. arsenic acid: Wilson, P.; Anastasaki, A.; Owen, M. R.; Kempe, K.; Haddleton, D. M.; Mann, S. K.; Johnston, A. P. R.; Quinn, J. F.; Whittaker, M. F.; Hogg, P. J.; Davis, T. P. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4215. DOI: 10.1021/jacs.5b01140
  6. dibromopyridazinedione: (a) Chudasama, V.; Smith, M. E. B.; Schumacher, F. F.; Papaioannou, D.; Waksman, G.; Baker, J. R.; Caddick, S. Chem. Commun. 2011, 47, 8781. doi:10.1039/C1CC12807H (b) Maruani, A.; Smith, M. E. B.; Miranda, E.; Chester, K. A.; Chudasama, V.; Caddick, S. Nat. Commun. 2015, 6, 6645. doi:10.1038/ncomms7645 (c) Lee, M. T. W.; Maruani, A.; Baker, J. R.; Caddick, S.; Chudasama, V. Chem. Sci. 2016, 7, 799. doi:10.1039/C5SC02666K
  7. UV-alkyne: Griebenow, N.; Dilma, A. M.;Greven, Å. S.; Brse, S. Bioconjugate Chem. 2016, 27, 911. DOI:10.1021/acs.bioconjchem.5b00682
  8. Brown, S. P.; Smith, A. B. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4034. DOI: 10.1021/ja512880g
  9. Spokoyny, A. M.; Zou, Y.; Ling, J. J.; Yu, H.; Lin, Y.-S.; Pentelute, B. L. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5946. DOI: 10.1021/ja400119t
  10. Divinylsulfonamides: Li, Z.; Huang, R.; Xu, H.; Chen, J.; Zhan, Y.; Zhou, X.; Chen, H.; Jiang, B. Org. Lett. 2017, 19, 4972. DOI: 10.1021/acs.orglett.7b02464

関連書籍

[amazonjs asin=”0123822394″ locale=”JP” title=”Bioconjugate Techniques, Third Edition”][amazonjs asin=”1493960962″ locale=”JP” title=”Bioconjugation Protocols: Strategies and Methods (Methods in Molecular Biology)”]

外部リンク

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. ローゼンムント還元 Rosenmund Reduction
  2. 求核剤担持型脱離基 Nucleophile-Assisting …
  3. マクマリーカップリング McMurry Coupling
  4. 触媒的C-H酸化反応 Catalytic C-H Oxidati…
  5. コープ脱離 Cope Elimination
  6. ワインレブケトン合成 Weinreb ketone synthe…
  7. コルベ・シュミット反応 Kolbe-Schmitt Reacti…
  8. アサートン・トッド反応 Atherton-Todd Reacti…

注目情報

ピックアップ記事

  1. Chem-Station 6周年へ
  2. π拡張ジベンゾ[a,f]ペンタレン類の合成と物性
  3. エナンチオ選択的Heck反応で三級アルキルフルオリドを合成する
  4. 向山 光昭 Teruaki Mukaiyama
  5. ストックホルム市庁舎
  6. 有機EL、寿命3万時間 京セラ開発、18年春に量産開始
  7. コランニュレンの安定結合を切る
  8. 就活・転職・面接・仕事まとめ
  9. 林・ヨルゲンセン触媒 Hayashi-Jørgensen Catalyst
  10. 創薬における中分子

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2017年11月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

最新記事

位置・立体選択的に糖を重水素化するフロー合成法を確立 ― Ru/C触媒カートリッジで150時間以上の連続運転を実証 ―

第 659回のスポットライトリサーチは、岐阜薬科大学大学院 アドバンストケミストリー…

【JAICI Science Dictionary Pro (JSD Pro)】CAS SciFinder®と一緒に活用したいサイエンス辞書サービス

ケムステ読者の皆様には、CAS が提供する科学情報検索ツール CAS SciFind…

有機合成化学協会誌2025年5月号:特集号 有機合成化学の力量を活かした構造有機化学のフロンティア

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2025年5月号がオンラインで公開されています!…

ジョセップ・コルネラ Josep Cornella

ジョセップ・コルネラ(Josep Cornella、1985年2月2日–)はスペイン出身の有機・無機…

電気化学と数理モデルを活用して、複雑な酵素反応の解析に成功

第658回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院 農学研究科(生体機能化学研究室)修士2年の市川…

ティム ニューハウス Timothy R. Newhouse

ティモシー・ニューハウス(Timothy R. Newhouse、19xx年xx月x日–)はアメリカ…

熊谷 直哉 Naoya Kumagai

熊谷 直哉 (くまがいなおや、1978年1月11日–)は日本の有機化学者である。慶應義塾大学教授…

マシンラーニングを用いて光スイッチング分子をデザイン!

第657 回のスポットライトリサーチは、北海道大学 化学反応創成研究拠点 (IC…

分子分光学の基礎

こんにちは、Spectol21です!分子分光学研究室出身の筆者としては今回の本を見逃…

ファンデルワールス力で分子を接着して三次元の構造体を組み上げる

第 656 回のスポットライトリサーチは、京都大学 物質-細胞統合システム拠点 (iCeMS) 古川…

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