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STABLE ISOTOPE-LABELED AMINO ACID, METHOD OF INTEGRATING THE SAME INTO TARGET PROTEIN, METHOD OF NMR STRUCTURAL ANALYSIS OF PROTEIN AND PROCESS FOR PRODUCING SITE-SELECTIVE STABLE ISOTOPE-LABELED FUMARIC ACID AND TARTARIC ACID

Foreign code F040000708
File No. (A021P55)
Posted date Apr 25, 2005
Country WIPO
International application number 2002JP013303
International publication number WO 2003/053910
Date of international filing Dec 19, 2002
Date of international publication Jul 3, 2003
Priority data
  • P2001-386823 (Dec 19, 2001) JP
  • P2002-022446 (Jan 30, 2002) JP
Title STABLE ISOTOPE-LABELED AMINO ACID, METHOD OF INTEGRATING THE SAME INTO TARGET PROTEIN, METHOD OF NMR STRUCTURAL ANALYSIS OF PROTEIN AND PROCESS FOR PRODUCING SITE-SELECTIVE STABLE ISOTOPE-LABELED FUMARIC ACID AND TARTARIC ACID
Abstract It is intended to provide a stable isotope-labeled amino acid which is at least one of amino acids constituting protein, characterized by having at least one of the following labeling patterns: (a) in one or more methylene groups, methylene hydrogen atoms other than at least one have been deuterated; (b) in prochiral gem-methyl groups, hydrogen atoms in one of the methyl groups have been completely deuterated; (c) in prochiral gem-methyl groups, hydrogen atoms in the methyl groups have been partially deuterated; and (d) hydrogen atoms in a methyl group other than one have been deuterated while hydrogen atoms in an aromatic ring have been partially deuterated. Using this stable isotope-labeled amino acid, deuterium substitution of a protein can be achieved without worsening the NMR sensitivity of the residual hydrogen nucleus. Thus, an NMR spectrum of a high-molecular weight protein exceeding the upper limit applicable in the prior art can be quickly and surely analyzed and the stereostructure can be highly precisely determined at the same time.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】蛋白質を構成するアミノ酸の少なくとも一種であって、次の標識パターン;(a)1または2以上のメチレン基においてメチレン水素のうちの少なくとも一つの水素を残して他は重水素化されている(b)プロキラルなgem-メチル基において一方のメチル基の水素は完全に重水素化されている(c)プロキラルメチル基においてメチル基の水素は部分重水素化されている(d)メチル基は一つの水素を残して他は重水素化され、芳香環水素は部分重水素化されているの少なくともいずれかを有していることを特徴とする安定同位体標識アミノ酸。

【請求項2】メチレン基および/またはメチル基において残余の水素を持つ炭素の全てが13Cに置換されていることを特徴とする請求項1の安定同位体標識アミノ酸。

【請求項3】窒素が全て15Nに置換されていることを特徴とする請求項2の安定同位体標識アミノ酸。

【請求項4】標的蛋白質を構成する全てのアミノ酸が、次の標識パターン(a)水素原子を2つ有するメチレン基が存在する場合には、メチレン水素のうちの一つが重水素化されている、(b)プロキラルなgem-メチル基が存在する場合には、一方のメチル基の全ての水素が完全に重水素化され、他方のメチル基の水素が部分重水素化されている、(d)上記以外のメチル基が存在する場合には、該メチル基の一つの水素を残して他は重水素化されているか、又は該メチル基の全てのメチル基が重水素化されている、(e)芳香環水素が存在する場合には、該芳香環水素は部分重水素化されていてもよい、(f)上記(a)、(b)及び(d)において重水素化された後において、水素原子を持つメチレン基および/またはメチル基の炭素の全てが13Cに置換されている、(g)窒素が全て15Nに置換されているを満たすことを特徴とする標的蛋白質を構成する安定同位体標識アミノ酸の組み合わせ。

【請求項5】(e)芳香環水素が存在する場合には、該芳香環水素が部分重水素化されている、請求項4記載の安定同位体標識アミノ酸の組み合わせ。

【請求項6】(f)上記(a)、(b)及び(d)において重水素化された後において、水素原子を持つメチレン基およびメチル基の炭素の全てが13Cに置換されている、請求項5記載の安定同位体標識アミノ酸の組み合わせ。

【請求項7】アミノ酸のカルボニル基及びグアニジル基を構成する炭素が13Cに置換されている、請求項6記載の安定同位体標識アミノ酸の組み合わせ。

【請求項8】請求項1記載の安定同位体標識アミノ酸の標的蛋白質への組み込み方法であって、無細胞蛋白質合成により組み込むことを特徴とする安定同位体標識アミノ酸の標的蛋白質への組み込み方法。

【請求項9】標的蛋白質を構成する全てのアミノ酸として請求項4記載の安定同位体標識アミノ酸の組み合わせを用いて、無細胞蛋白質合成を行うことを含む、安定同位体標識アミノ酸で構成される標的蛋白質の調製方法。

【請求項10】標的蛋白質を構成する全てのアミノ酸として請求項5記載の安定同位体標識アミノ酸の組み合わせを用いる、請求項9記載の標的蛋白質の調製方法。

【請求項11】標的蛋白質を構成する全てのアミノ酸として請求項6記載の安定同位体標識アミノ酸の組み合わせを用いる、請求項9記載の標的蛋白質の調製方法。

【請求項12】標的蛋白質を構成する全てのアミノ酸として請求項7記載の安定同位体標識アミノ酸の組み合わせを用いる、請求項9記載の標的蛋白質の調製方法。

【請求項13】請求項1記載の安定同位体標識アミノ酸を標的蛋白質に組み込みNMRスペクトルを測定して構造解析することを含む蛋白質のNMR構造解析方法。

【請求項14】標的蛋白質を構成する全てのアミノ酸が請求項4記載の安定同位体標識アミノ酸で置換されてなる標的蛋白質の構造をNMRスペクトル測定により解析することを含む標的蛋白質のNMR構造解析方法。

【請求項15】標的蛋白質を構成する全てのアミノ酸が請求項5記載の安定同位体標識アミノ酸で置換されてなる請求項14記載の標的蛋白質のNMR構造解析方法。

【請求項16】標的蛋白質を構成する全てのアミノ酸が請求項6記載の安定同位体標識アミノ酸で置換されてなる請求項14記載の標的蛋白質のNMR構造解析方法。

【請求項17】標的蛋白質を構成する全てのアミノ酸が請求項7記載の安定同位体標識アミノ酸で置換されてなる請求項14記載の標的蛋白質のNMR構造解析方法。

【請求項18】安定同位体標識酢酸と安定同位体標識ブロモ酢酸をカップリングすることを含む位置選択的に安定同位体標識されたフマル酸の製造方法。

【請求項19】安定同位体標識酢酸と安定同位体標識ブロモ酢酸を各々tert-ブチルエステル化し、これらを酸化的にカップリングした後、酸加水分解することを含む位置選択的に安定同位体標識されたフマル酸の製造方法。

【請求項20】安定同位体標識酢酸と安定同位体標識ブロモ酢酸を各々酸触媒の存在下に液化イソブテンと接触させて、安定同位体標識酢酸と安定同位体標識ブロモ酢酸をtert-ブチルエステル化する請求項19記載の製造方法。

【請求項21】安定同位体標識酢酸から得られる酢酸tert-ブチルエステルをエノラートとした後、有機セレン化合物の存在下で、安定同位体標識ブロモ酢酸から得られるブロモ酢酸tert-ブチルエステルを加え、酸化し、さらに加水分解することを含む位置選択的に安定同位体標識されたフマル酸の製造方法。

【請求項22】請求項18の方法で製造された安定同位体標識フマル酸を不斉ジヒドロキシル化試薬により酸化した後、さらに加水分解することを含む安定同位体標識酒石酸の製造方法。

【請求項23】不斉ジヒドロキシル化試薬が、AD-mix-α及びAD-mix-βからなる群から選択される請求項22の安定同位体標識酒石酸の製造方法。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • Japan Science And Technology Corporation
  • Inventor
  • Kainosho, Masatsune
  • Terauchi, Tsutomu
IPC(International Patent Classification)
Reference ( R and D project ) CREST Genetic Programming AREA
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