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Aug 22, 2023

研究者は、自然界に存在するものとは異なる「非天然」アミノ酸を作成します

自然界に存在するものとは異なるアミノ酸が研究者チームによって開発されました。この発見は、新しいタンパク質療法や、おそらくは新たな分野につながる可能性があります。

自然界に存在するものとは異なるアミノ酸が研究者チームによって開発されました。この発見は、新しいタンパク質療法、さらには化学の新しい分野につながる可能性があります。

アミノ酸は、すべての植物や動物に含まれるタンパク質の基本構成要素です。 私たちの体のすべてのタンパク質は、すべて自然界に存在する同じ 20 種類の構成アミノ酸から作られています。

しかし、ペンシルベニア大学の研究者らによる新たな実験により、私たちの世界に自然に存在し、「生命の構成要素」として一般に認識されている塩基性アミノ酸だけが存在できるわけではないことが明らかになりました。

7月27日のサイエンス誌に掲載されたチームによる研​​究は、自然界にとっても有機化学にとってもまったく新しいアミノ酸を作り出す新しい方法を明らかにした。

化学反応の触媒として機能する生物によって生成される一部の物質（酵素としても知られる）が、反応性基質と組み合わせることで通常の性能能力を超えることができることは科学者らは長い間知っていました。

基質に加えて、光もそのような条件下での反応を促進するのに役立ちます。 最近の研究で、ピッツバーグ大学のチームは、触媒として機能する人工トリプトファン酵素（シンターゼとして知られる）と有機光反応性触媒を組み合わせることで、自然界では見たことのないいくつかのアミノ酸を生成できることを学びました。 。

「これはまったく新しい変革だ」とピッツバーグ大学ケネス・P・ディートリッヒ芸術科学大学院化学教授のPeng Liu氏は言う。

Liu は、同僚の Binh Khanh Mai (上の写真) とともに、最近の Science 論文の責任著者でした。

リュー氏は大学のウェブサイトに掲載された声明で「酵素に不自然なアミノ酸配置を作り出すよう指示するのは異例だ」と述べ、「注意深く生物工学的に行わなければならない」と付け加えた。

タンパク質の一部を変更することで、科学者はアミノ酸の形状と機能の両方を変えることができます。これは、さまざまな科学分野に広範な影響を与える可能性がある化学の側面です。

ただし、研究室でこれを達成するのは簡単な作業ではありません。 これまで研究者は、分子の一部を化学的に変換し、タンパク質の鎖を形成する分子を結合するアミノ酸の部分を保護する必要がありました。

論文の中で、リュー氏とピッツバーグ大学のチームは、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究者らと協力して、PLP酵素と呼ばれる化学成分を新しい方法で使用する、より簡単な方法を発見したことについて述べており、その結果、リュー氏の言うところの「全く新しい方法」が得られた。反応。"

まず、研究チームはさまざまな化学反応がどのように起こるかを理解するためにコンピューターシミュレーションを利用し、一対の分子間を電子が移動する距離など、粒子の挙動に関する新たな洞察を明らかにしました。

「これが起こる可能性について、慎重にモデル化する必要がありました。なぜなら、これは自然界にとって新しい段階であり、反応機構全体をサポートしているからです。」と Liu 氏は報告しています。

ピッツバーグ大学リサーチ コンピューティング センターの支援により、チームは必要な複雑さのシミュレーションを達成することができ、化学反応中に発生するより微細なプロセスを解明するためにスーパーコンピューターを活用できるようになりました。

Liu氏は、この新しいプロセスによって潜在的に無数の非天然アミノ酸が生成される可能性があり、研究者が他の新しい種類の化学反応の開発にもそれを使用できるかどうかという疑問が生じていると述べている。

「非天然」アミノ酸の発見自体は魅力的な画期的だが、研究チームは、これは実際にはこれらの化学反応がどのように機能するかをより完全に理解するための第一歩にすぎず、生成からあらゆるものに有益な用途がある可能性があると述べている。革新的な新薬から治療への応用まで。