化学生物学：メチオニン残基での選択的反応に基づくタンパク質官能基化プラットフォーム
Nature 562, 7728 doi: 10.1038/s41586-018-0608-y
自然界には、タンパク質の部位選択的翻訳後修飾を行うという注目すべき能力があるため、タンパク質の機能的多様性を著しく高めることができる。これに着想を得て、タンパク質の構造と機能を合成的に操作する化学的手段が開発され、化学生物学、分子生物学、医学の絶え間ない進歩に欠かせないものとなっている。しかし、生物系に固有の厳しい要求によって多くの潜在的過程の適用可能性が排除されるため、効果的なタンパク質官能基化に適した化学変換の数は限られている。こうした化学変換は、タンパク質の単一部位での選択性、非常に速い反応速度での進行、生物学的な環境条件下での操作を必要とすることが多く、しかもほぼ完全な変換で均一生成物を生成できなければならない。システイン、リシン、チロシンには多くの生体共役反応法が存在するが、それほど研究されていないアミノ酸を標的とする方法があれば、利用可能なタンパク質官能基化手段の幅が大きく広がると思われる。今回我々は、メチオニン残基での化学選択的標識化に基づく多面的なタンパク質官能基化手法の開発について報告する。カスタムメイドの超原子価ヨウ素試薬の求電子反応性を利用することによって、メチオニンの側鎖のS-Me基を標的化できる。この生体共役反応は、高速かつ選択的であり、低マイクロモル濃度で起こり、既存の生体共役反応法に対して補完的である。さらに、この反応は、それ自体が反応性を有する高エネルギー中間体であるタンパク質複合体を生成し、可視光による二次的なバイオ直交型タンパク質官能基化過程を開発するためのプラットフォームとしての役割を果たすことができる。これらの方法を融合することで、天然生体高分子から情報に富むタンパク質複合体を直接生成する個別変換反応を開発するための汎用的なプラットフォームが得られる。
