収束的One-potペプチド連結による長鎖タンパク質超高効率化学合成法の確立

聚合一锅肽连接法建立长链蛋白超高效化学合成方法

• 批准号: 22KJ1585
• 负责人: 中津 幸輝
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1585/
• 关键词: タンパク質化学合成; Fmocペプチド固相合成法; ネイティブケミカルライゲーション(NCL); システイン保護基; one-potペプチド連結法; ペプチドチオエステル; 2,5-ジケトピペラジン; 非天然型プロリン誘導体

本研究では、タンパク質を有機化学に合成する「タンパク質化学合成法」を効率化する新規手法の開発を目的としている。特に、その過程でも最も重要なペプチド同士の連結ステップにおける効率化を指向して、高効率ペプチド連結法の開発と新規チオエステルペプチド合成手法の開発に取り組んでいる。具体的には、前者については新規システイン保護基の開発により、チオエステル前駆体のチオール基において新規アリル系保護基をかけることでN-to-C方向（N末端からC末端方向へ）でのone-potペプチド連結法を確立した。さらには特別研究員採用前に開発し、2022年度に学術論文として発表したC-to-Nペプチド連結法（K. Nakatsu et al., Angew Chemie 2022）と上記の手法に直交性があることを見出し、これらの手法を組み合わせた連結方向切り替え可能なone-potペプチド連結法の開発に成功した。one-potでの反応系中で連結方向を切り替えられる手法は過去に報告例がなく、初の例となる。この手法を用いて、ジユビキチン化ヒストンH3の化学合成を達成した。本手法は今後さまざまなタンパク質の化学合成おいて適用され、合成過程の効率化が望まれる。後者については非天然型プロリン誘導体を用いたタグ修飾ペプチドチオエステルの効率合成法の開発に取り組んだ。ペプチドチオエステルはペプチド連結反応の鍵となるアシルドナーである。その前駆体の一種であるCys-Pro-脱離基型チオエステル前駆体において、非天然型プロリン誘導体である種々のγ位修飾型プロリンを用いることで、2,5-ジケトピペラジン形成反応を介したチオエステル化効率を大幅に向上させることに成功した。さらには親水性タグなどの機能性タグを簡便に導入することにも成功した。

本研究的目的是开发一种新方法来提高“蛋白质化学合成法”的效率，该方法利用有机化学合成蛋白质。特别是，我们正在致力于开发一种高效的肽连接方法和一种新的硫酯肽合成方法，旨在提高该过程中最重要的步骤，即肽之间的连接步骤的效率。具体来说，针对前者，我们开发了一种新的半胱氨酸保护基团，并通过将新的烯丙基保护基团应用到硫酯前体的硫醇基上，建立了一种A-pot肽连接方法。此外，我们发现上述方法与 C-to-N 肽连接方法（K. Nakatsu et al., Angew Chemie 2022）是正交的，该方法是我们在被聘为特别研究员之前开发的，并作为学术论文发表在2022年，我们成功开发了一种一锅法肽连接方法，该方法结合了这些方法并允许切换连接方向。这是允许在一锅反应系统中切换连接方向的方法的第一个示例，因为之前没有关于该方法的报道。利用该方法，我们实现了二泛素化组蛋白H3的化学合成。希望未来该方法能应用于多种蛋白质的化学合成，提高合成过程的效率。关于后者，我们致力于开发一种使用非天然脯氨酸衍生物的标签修饰肽硫酯的有效合成方法。肽硫酯是肽连接反应的关键酰基供体。在作为前体之一的Cys-Pro-离去基团型硫酯前体中，通过使用作为非天然脯氨酸衍生物的各种γ位修饰脯氨酸，成功地介导了2,5-二酮哌嗪的形成反应。硫酯化效率。此外，我们还成功地轻松引入了亲水性标签等功能性标签。

项目成果

One-pot peptide ligation mediated by 2-aminobenzamide-type aldehyde scavengers

2-氨基苯甲酰胺型醛清除剂介导的一锅肽连接

• 发表时间: 2022
• 作者: Koki Nakatsu;Akimitsu Okamoto;Gosuke Hayashi;Hiroshi Murakami
• 通讯作者: Hiroshi Murakami

Direction-Switchable One-Pot Peptide Ligation Using Two Orthogonal Protecting Group Strategies

使用两种正交保护基策略的方向可切换一锅法肽连接

• 发表时间: 2022
• 作者: Koki Nakatsu;Akimitsu Okamoto;Gosuke Hayashi;Hiroshi Murakami
• 通讯作者: Hiroshi Murakami

Repetitive Thiazolidine Deprotection Using a Thioester-Compatible Aldehyde Scavenger for One-Pot Multiple Peptide Ligation.

使用硫酯兼容的醛清除剂重复噻唑烷脱保护，进行一锅多肽连接。

• DOI: 10.1002/anie.202206240
• 发表时间: 2022
• 期刊: Angewandte Chemie International Edition
• 作者: Nakatsu;K.; Okamoto;A.; Hayashi;G.; Murakami;H.
• 通讯作者: H.

連結方向切り替え可能なone-potペプチド連結法を用いたタンパク質化学合成

使用可切换连接方向的一锅肽连接方法进行化学蛋白质合成

• 发表时间: 2022
• 作者: Koki Nakatsu;Akimitsu Okamoto;Gosuke Hayashi;Hiroshi Murakami;中津幸輝,岡本晃充,林剛介,村上裕;中津 幸輝,岡本 晃充,林 剛介,村上 裕;中津 幸輝,岡本 晃充,林 剛介,村上 裕
• 通讯作者: 中津 幸輝,岡本 晃充,林 剛介,村上 裕

第53回中部化学関係学協会支部連合秋季大会

第53届中部化学工业协会分会联合会秋季会议

• 发表时间: 2022
• 作者: Koki Nakatsu;Akimitsu Okamoto;Gosuke Hayashi;Hiroshi Murakami;中津幸輝,岡本晃充,林剛介,村上裕;中津 幸輝,岡本 晃充,林 剛介,村上 裕
• 通讯作者: 中津 幸輝,岡本 晃充,林 剛介,村上 裕