2組の分子内 ジスルフィド結合を有する ペプチドの合成 - 東レリサーチ

●[特集]医薬品分析(4)2組の分子内ジスルフィド結合を有するペプチドの合成
[特集]医薬品分析
(4)2組の分子内
ジスルフィド結合を有する
ペプチドの合成
生物科学研究部 森 龍真
1.はじめに
ジスルフィド結合とは、システイン等に含まれるスル
図2 ジスルフィド結合異性体の生成
フヒドリル基2つが酸化されることにより形成する硫黄
原子間の共有結合のことである。ジスルフィド結合は多
くのタンパク質や生理活性ペプチドの立体構造の安定化
3.Apaminの合成
に大きく寄与しており、それらの持つ活性において重要
な役割を担っている。したがって、生理活性ペプチドを
Apaminは18残基のペプチドであり、2組の分子内ジ
合成する上で、ジスルフィド結合形成法は重要なポイン
スルフィド結合(Cys1-Cys11、Cys3-Cys15)を有してい
る。この2組のジスルフィド結合を選択的に形成するた
トである。
め、まずCys3とCys15のスルフヒドリル基がフリーで、
Cys1とCys11のスルフヒドリル基がt -Bu基で保護された
2.ジスルフィド結合の形成
Peptide-1を合成した。次にCys3-Cys15のジスルフィド結
合を形成させるためにDMSO酸化を行い、Peptide-2へ
ジスルフィド結合の形成法には、₁)DMSO酸化法、
と導いた。最後に、Cys1-Cys11のジスルフィド結合を形
₂)ヨウ素酸化法などの酸化法がある。これらの方法を
成するため、DMSO、anisole存在下、TFAを作用させる
用いることで、フリーか、もしくは保護されたスルフヒ
ことで、t -Bu基の脱保護とジスルフィド結合の形成を一
ドリル基を有するペプチドから、分子内ジスルフィド結
挙に行い、Apamin(Synthetic)を合成した(図3)
。
合を有するペプチドを合成することができる(図1)
。
図1 ジスルフィド結合の形成法
しかし、分子内にジスルフィド結合を2組以上有する
ペプチドを合成する際に、上記の方法で一挙にジスル
フィド結合形成反応を行うと、目的物の他に複数のジス
ルフィド結合異性体が生成する可能性がある(図2)
。そ
のため、目的物の収率低下や、ジスルフィド結合異性体
の生成による分離精製の煩雑化といった問題が生じる。
図3 Apamin(Synthetic)の合成
これらの問題を回避するためには、複数のジスルフィド
結合を目的の位置で選択的に形成する必要がある。
弊社では、選択的かつ高収率なジスルフィド形成法の
4.ジスルフィド結合位置の検証
確立を目的に、酸化反応の検討を行ってきた。本稿で
Apaminの合成を通して、選択的なジスルフィド結合の形
3項で合成したApamin(Synthetic)のジスルフィド
成法について紹介する。
結合が、正しい位置(天然物と同じ位置)で結合して
22・東レリサーチセンター The TRC News No.114(Nov.2011)
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いるかを検証した。最初に、Apaminのジスルフィド結
完全に一致した(図6)
。以上のことから、本法で合成し
合異性体を合成した。Cys1-Cys15、Cys3-Cys11 でジスル
たApamin(Synthetic)のジスルフィド結合は、天然物
フィド結合を形成した異性体Isomer-1を合成するため、
と同じ位置で結合していることが確認できた。
Cys3-Cys11 のスルフヒドリル基がフリーでCys1-Cys15 ス
ルフヒドリル基がt -Bu基で保護されたペプチドを合成し
た。続いて、3項と同様の方法で順次酸化反応を行い、
Isomer-1へ と 導 い た。 同 様 に し て、Cys1-Cys3、Cys11Cys15でジスルフィド結合を形成したもう一つの異性体
であるIsomer-2を合成した(図4)
。
図6 Apamin(Synthetic)、Apamin(Natural)の比較(逆相
HPLC 分析結果)
5.終わりに
図4 Isomer-1,Isomer-2
3項の方法を用いることで、2組の分子内ジスルフィド
次に、合成したApamin(Synthetic)
、Isomer-1、Isomer-2
結合を目的の位置で選択的に形成することができた。本
を逆相HPLCで重ね打ちしたところ、図5に示すように各
法とその他のジスルフィド結合形成反応を組み合わせる
ピークの保持時間に違いが見られた(Apamin(Synthetic)
:
ことで、3組の分子内ジスルフィド結合を有するペプチ
9.35 min、Isomer-1:10.03 min、Isomer-2:10.10 min)
。逆
ドや、分子内、分子間ジスルフィド結合を合わせ持つペ
相HPLCによる分析で、Apamin(Synthetic)はIsomer-1、
プチドの合成も可能である。今後も技術開発を進め、様々
Isomer-2と区別できることが確認できた。
なペプチドの合成に対応していきたい。
6.参考文献
1)R. Soll, A. G. Beck-Sickinger, J. Pept. Sci., 6, 387397 (2000).
2)A. Schulz, E. Kluver, S. Schulz-Maronde, K.
Adermann, Biopolymers., 80, 34-49 (2005)
■森 龍真(もり りゅうま)
生物科学研究部 生物科学第 1 研究室
図5 Apamin(Synthetic)、Isomer-1、Isomer-2 の比較(逆
相HPLC 分析結果)
専門:有機合成化学
趣味:フットサル、テニス
最後に、逆相HPLCにてApamin(Synthetic)と天然
のApamin(Natural)を重ね打ちしたところ、ピークは
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東レリサーチセンター The TRC News No.114(Nov.2011)