化学的アミド結合切断を基盤とする時空間制御型タンパク質機能発現調節法の開発

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ペプチド結合(アミド結合)は、比較的安定であり加水分解酵素などが作用しないと通常は容易には分解しない。一方、エステルなどの活性化されたカルボニル化合物は容易に切断され、この切断反応に伴い新たなペプチド結合などが生じる。そこで我々はエステルと同様にペプチド結合の切断を自在に操ることが出来れば、ペプチド結合の切断を基盤とした蛋白質機能変換法の開発が可能ではないかと考えた。そこで、生体内におけるアミド結合切断を伴う蛋白質スプライシングシステムであるIntein-Extein系の化学的模倣について検討を加えた。Intein-Extein系におけるポイントは、3つの結合切断一再形成段階、(1)N-Sアシル転移(アミド結合切断を伴う)、(2)S-Sアシル転移、(3)S-Nアシル転移(アミド結合切断を伴う)であり、特に最後のS-Nアシル転移段階が本研究課題の推進には必要不可欠の段階である。そこで、この点について重点的に検討を加え、ラクトン化に伴って、アミド結合の切断を誘起するアミノ酸の開発に成功した。また、この切断反応が光あるいは脱リン酸化によって誘起されるように化合物のデザインを行い、ペプチド結合切断を光照射あるいはホスファターゼ処理によりにより制御することに成功した。また、このアミノ酸をペプチドに組み込み、さらにO-Nアシル転移反応を組み合わせることで光により細胞質と核との間でその局在を変化させるペプチドの創製に成功した。このラクトン化反応を利用したアミノ酸以外に、スクスイミド化によっても切断反応を誘起するアミノ酸の開発にも成功した。