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チロシン選択的タンパク質修飾反応 Tyr-Selective Protein Modification

チロシン(Tyrosine, Tyr)はリジン(Lys)やシステイン(Cys)ほど側鎖の反応性が高くなく、かつ適度な表面露出数を持つアミノ酸である。翻訳後修飾の標的にもなりやすいため、変換しておくことでタンパク機能のmodulationなども期待できる。

その反面、フェノール側鎖は安定であるため、変換には厳しめの酸化条件や重金属触媒の使用が必須な場合が多い。いずれの条件も一長一短であるため、総じて改善余地のまだ多い方法論である。

基本文献

<Chemist’s Guide>

反応例

PTAD法[1]:試薬の事前活性化を経てbuffer中で混合すれば良く、最も簡便に行える手法の一つである。しかしながら、PTAD試薬は水中で窒素と一酸化炭素を発生しつつ分解してイソシアネートを生じ、これがLys側鎖と交差反応を起こす問題がある。

ルミノール誘導体を用いるTyr修飾法[2]:ヘミン錯体もしくはHorseradish-peroxidase/NADH/O2を活性化剤として用いることで、PTAD法の交差反応性を防ぎつつ、良好な収率でラジカル型Tyr修飾が行える。

他にも、Betti型3成分条件を用いるTyr修飾法[3] 、チロシンのヨード化→水中鈴木-宮浦クロスカップリング[4]、電子豊富芳香環の酸化的カップリング[5]、π-アリルパラジウム触媒条件[6] 、ジアゾニウム付加[7]などの手法で修飾が行えることが知られている。それぞれ条件的制約に違いがあるので、使用前は基質に適しているかどうかの確認が必要。

参考文献

  1. (a) Ban, H.; Gavrilyuk, J.; Barbas, C. F., III J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1523. DOI: 10.1021/ja909062q (b) Ban, H.; Nagano, M.; Gavrilyuk, J.; Hakamata, W.; Inokuma, T.; Barbas, C. F., III Bioconjugate Chem. 2013, 24, 520. DOI: 10.1021/bc300665t
  2. (a) Sato, S.; Nakamura, K.; Nakamura, H. ACS Chem. Biol. 2015, 10, 2633. DOI: 10.1021/acschembio.5b00440 (b) Sato, S.; Nakamura, K.; Nakamura, H. ChemBioChem 2017, 18, 475. DOI: 10.1002/cbic.201600649
  3. (a) Joshi, N. S.; Whitaker, L. R.; Francis, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15942. DOI: 10.1021/ja0439017 (b) Romanini, D. W.; Francis, M. B. Bioconjugate Chem. 2008, 19, 153. DOI: 10.1021/bc700231v
  4. Vilaró, M.; Arsequell, G.; Valencia, G.; Ballesteros, A.; Barluenga, J. Org. Lett. 2008, 10, 3243. DOI: 10.1021/ol801009z
  5. (a) Seim, K. L.; Obermeyer, A. C.; Francis, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16970. DOI: 10.1021/ja206324q (b) Sato, S.; Nakamura, H. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 52, 8681. DOI: 10.1002/anie.201303831
  6. Tilley, S. D.; Francis, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1080. DOI: 10.1021/ja057106k
  7. (a) Hooker, J. M.; Kovacs, E. W.; Francis, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3718. DOI: 10.1021/ja031790q (b) Schlick, T. L.; Ding, Z.; Kovacs, E. W.; Francis, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3718. DOI: 10.1021/ja046239n (c) Li, K.; Chen, Y.; Li, S. Q.; Huong, G. N.; Niu, Z. W.; You, S. J.; Mello, C. M.; Lu, X. B.; Wang, Q. A. Bioconjugate Chem. 2010, 21, 1369. DOI: 10.1021/bc900405q (d) Jones, M. W.; Mantovani, G.; Blindauer, C. A.; Ryan, S. M.; Wang, X.; Brayden, D. J.; Haddleton, D. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7406. DOI: 10.1021/ja211855q

関連書籍

外部リンク

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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。

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