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2019000007-20190172  
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本文公開日
 
タイトル
タイトル タンパク質の人工翻訳後修飾法の開発  
カナ タンパクシツ ノ ジンコウ ホンヤクゴ シュウショクホウ ノ カイハツ  
ローマ字 Tanpakushitsu no jinkō hon'yakugo shūshokuhō no kaihatsu  
別タイトル
名前 Exploration of protein bioconjugation with boronic acids  
カナ  
ローマ字  
著者
名前 花屋, 賢悟  
カナ ハナヤ, ケンゴ  
ローマ字 Hanaya, Kengo  
所属 慶應義塾大学薬学部専任講師  
所属(翻訳)  
役割 Research team head  
外部リンク  
 
出版地
 
出版者
名前 慶應義塾大学  
カナ ケイオウ ギジュク ダイガク  
ローマ字 Keiō gijuku daigaku  
日付
出版年(from:yyyy) 2020  
出版年(to:yyyy)  
作成日(yyyy-mm-dd)  
更新日(yyyy-mm-dd)  
記録日(yyyy-mm-dd)  
形態
1 pdf  
上位タイトル
名前 学事振興資金研究成果実績報告書  
翻訳  
 
 
2019  
 
開始ページ  
終了ページ  
ISSN
 
ISBN
 
DOI
URI
JaLCDOI
NII論文ID
 
医中誌ID
 
その他ID
 
博士論文情報
学位授与番号  
学位授与年月日  
学位名  
学位授与機関  
抄録
タンパク質の翻訳後修飾のように、タンパク質上の特定のアミノ酸残基を人工的に化学修飾すれば、その機能、細胞内局在、分解などを制御することができうる。申請者は以前、ホウ素原子を含む分子であるボロン酸と、遷移金属イオンを用いて、タンパク質中のシステインまたはピログルタミン酸のみを選択的に化学修飾する手法を確立した。本研究では、不対電子を有する分子種が関与するラジカル反応に注目し、上記とは異なるアミノ酸の化学修飾法の開発に取り組んだ。活性酸素ラジカルがタンパク質やDNAの特定の部位と反応するするように、ラジカル分子の構造を工夫すれば生理条件下、特定のアミノ酸残基と反応すると期待した。銅イオンを作用させるとラジカル分子が生成するようボロン酸を設計した。このボロン酸を、銅イオン存在下、種々のペプチドと反応し、その反応液をMALDI-TOF MSやHPLCで分析、評価した。種々反応条件を検討したところ、pH 10.0のホウ緩衝液中、75 ℃で反応させると、ペプチドが一部化学修飾された。銅イオンの代わりに他の遷移金属イオンを用いた場合にも化学修飾されたことから、ラジカル反応以外の反応機構も示唆された。実験に用いた複数種のペプチドのアミノ酸配列の比較から、チロシンが化学修飾されたと結論した。この反応条件下、アジド基を導入したボロン酸を用いて化学修飾し、さらにアジドとアルキンの特異的な反応(クリックケミストリー)を利用して、ビオチンを導入したペプチドの創製に成功した。ただし、pH 10.0、75 ℃という反応条件はタンパク質を変性させる可能性が高いため、さらなるボロン酸の構造変換および反応条件の検討が必要である。
Natural post-translational modifications of proteins grant structural diversities and varies physical and biological properties. Meanwhile, chemists have developed artificial post-translational modification, called "bioconjugation", which can build novel functionalized macromolecules by incorporation of small molecules such as drugs, fluorophores, and tag molecules. Boronic acids [R-B(OH)2] have been applied to bioconjugations due to hydrophilic nature and good stability under physiological conditions. We have already reported cysteine- or pyroglutamate-selective chemical modification with boronic acid and nickel ion.
Radical species such as reactive oxygen species (ROS) can bind to proteins and DNAs with high chemo-selectivity even in the presence of water molecules and inorganics in vivo. We expected structural fine tunes of radical species can lead to achieve successful bioconjugation of proteins with high amino acid selectivity. In this study, the reactions of peptides with boronic acids and copper ions as radical sources were conducted under various reaction conditions. The modified peptides were observed after incubation at 75 ºC and pH 10 in MALDI-TOF MS and HPLC analyses. The modification proceeded in the presence of other transition metals such as zinc and scandium instead of copper ion, suggesting other possibilities of reaction mechanism. Peptide sequence screening revealed tyrosine to be a main target in the reactions. Finally, we succeeded in the preparation of azide-functionalized peptides which allow further incorporation of useful handles via click chemistry of azide and alkyne.
Since the harsh reaction conditions (pH 10 and 75 ºC) utilized in the study cannot be applied to protein modifications, the further investigation is still needed.
 
目次

 
キーワード
 
NDC
 
注記

 
言語
日本語  

英語  
資源タイプ
text  
ジャンル
Research Paper  
著者版フラグ
publisher  
関連DOI
アクセス条件

 
最終更新日
Dec 16, 2022 10:39:27  
作成日
Dec 16, 2022 10:39:27  
所有者
mediacenter
 
更新履歴
Dec 16, 2022    インデックス を変更
 
インデックス
/ Public / 塾内助成報告書 / 学事振興資金研究成果実績報告書 / 2019年度
 
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