結晶性ヘリックスペプチドを用いた金属酵素活性中心の合成的研究

使用结晶螺旋肽合成金属酶活性中心的研究

• 批准号: 15036212
• 负责人: 奥 浩之
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15036212/
• 关键词: ペプチド; 液相合成; X線結晶構造解析; アミノ酸; 金属酵素; 活性中心; ヘリックス; β-シート

金属酵素の持つ、その特異な活性中心構造や反応性は、一方には小分子の金属モデル錯体によって研究が多く行われてきた。小分子による方法は、構造の単純性から金属イオンの電子状態や反応機構を非常に明快に解明してきた。また他方、金属酵素そのものについても新たな発見が続いている。活性中心には予想外に複雑で大きな配位構造や反応過程が多く見られる。これらは従来の小分子錯体のみでは研究を進めることができない。そこで我々は小分子モデルで得られた合成的手法を用いて、アミノ酸に由来する配位環境まで含めた活性中心へ発展させ、より複雑で大きな活性中心の合成研究を目指している。実際の研究として、金属蛋白質活性中心の化学合成を目的とし、ペプチド錯体の合成と結晶化を行ってきた。低分子でも蛋白でもない中分子量物質の合成、精製、単結晶作成、X線回折測定・解析は、意外に困難で、長期の試行錯誤を必要とした。平成15年度の実績として、結晶構造データを得られるようになった。例えば、さまざまなβシートまたはヘリックス化合物について合成と結晶化を行うことができるようになった。特に分子量が700-1000以上の化合物については工夫を要した。基本構造には-Leu-Leu-Xaa-(Xaa=例えばL-lactic acid)などの繰返し配列が適しているとわかった。これらの配列は溶解性と結晶性に非常に優れていた。これらを発展させて更にさまざまな配位子を持つペプチドを合成した。これらは金属蛋白質の活性部位モデルとして窒素配位子(His,3-pyridylalanine(=pal))、カルボン酸配位子(Asp,Glu)、硫黄配位子(Cys,Met)のペプチド配列であり、同様に結晶構造を得ることができた。

使用小分子模型复合物对金属酶的独特活动中心结构和反应性进行了广泛的研究。小分子法非常清楚地阐明了由于结构的简单性，金属离子的电子状态和反应机理。另一方面，金属酶本身继续发生新发现。活动中心通常是意外的复杂，并且具有较大的协调结构和反应过程。这些不能单独使用常规的小分子复合物进行研究。因此，我们旨在研究使用小分子模型获得的合成方法，通过将其开发到包括源自氨基酸的协调环境中的活性中心，并对活动中心进行更复杂和更大的合成研究。作为一项实际研究，我们一直在合成和结晶的肽复合物，目的是化学合成金属蛋白活性中心。合成，纯化，单晶产生和X射线衍射测量以及对中等重量物质的分析，这些物质既不是小分子，也不是蛋白质，这是令人惊讶的困难，需要长期的试验和误差。由于2003财年，现在可以获得晶体结构数据。例如，现在可以合成和结晶各种β或螺旋化合物。特别是，分子量为700-1000或更多的化合物需要独创性。已经发现，重复序列，例如-Leu-Leu-Xaa-（例如L-乳酸）适合基本结构。这些序列是极其溶解度和结晶度。这些被开发为与各种配体合成肽。这些是氮配体的肽序列（他的3-吡啶基丙氨酸（= PAL），羧酸配体（ASP，GLU）和硫配体（Cys，Met）作为金属蛋白的活性位点模型，并且以相同的方式获得了晶体结构。

项目成果

Hiroyuki Oku et al.: "cis- and trans-Conformers at the Urethane Linkage : tert-butoxycarbonyl-L-Alanyl-L-Proline Methyl Ester (Boc-L-Ala-L-Pro-OMe)"Acta Crystallographica E. E59巻. o1130-o1132 (2003)

Hiroyuki Oku 等人：“氨基甲酸酯连接处的顺式和反式构象异构体：叔丁氧基羰基-L-丙氨酰-L-脯氨酸甲酯（Boc-L-Ala-L-Pro-OMe）”Acta Crystallographa E. E59卷 o1130-o1132 (2003)

Keiichi Yamada et al.: "Synthesis and Conformation of Linear and Cyclic Peptides Containing (Z)-(β-3-Pyridyl)-α,β-dehydroalanine Residues"Peptide Science 2003. 393-396 (2004)

Keiichi Yamada 等人：“含有 (Z)-(β-3-吡啶基)-α,β-脱氢丙氨酸残基的线性和环状肽的合成和构象”肽科学 2003. 393-396 (2004)

Hiroyuki Oku et al.: "Synthesis and Properties of Trans-Membrane Sequences from Plasmodium falciparum Chloroquine Resistance Transporter Protion (PfCRT)"Peptide Science 2003. 367-370 (2004)

Hiroyuki Oku 等：“恶性疟原虫氯喹抗性转运蛋白 (PfCRT) 跨膜序列的合成和特性”肽科学 2003. 367-370 (2004)

Tomohiro Taira et al.: "Synthesis and Properties of an Elastin Model Depsipeptide Sequences, Containing -Gly-Val-Gly-Hmb-Pro- (Hmb=2-Hydroxy-3-Methylbutanoic Acid)"Peptide Science 2003. 177-180 (2004)

Tomohiro Taira 等人：“含有-Gly-Val-Gly-Hmb-Pro-（Hmb=2-羟基-3-甲基丁酸）的弹性蛋白模型缩肽序列的合成和性质”肽科学 2003. 177-180（

Hiroyuki Oku et al.: "A Peptide Sequence Containing a Hydroxy Acid Residue : (S)-2-hydroxy-3-Methylbutanoyl-L-Alanyl-L-Proline Benzyl Ester (H-L-Hmb-L-Ala-L-Pro-OBzl)"Acta Crystallographica E. E59巻. o1413-o1415 (2003)

Hiroyuki Oku 等人：“含有羟基酸残基的肽序列：(S)-2-羟基-3-甲基丁酰基-L-丙氨酰-L-脯氨酸苄酯（H-L-Hmb-L-Ala-L-Pro- OBzl)“晶体学报 E.E59 卷.o1413-o1415 (2003)