Catch Key Points of a Paper ~0182~

論文のタイトル: Stereodivergent Chirality Transfer by Noncovalent Control of Disulfide Bonds（非共有結合による立体選択的なジスルフィド結合のキラリティー転写）

著者: Qi Zhang, Stefano Crespi, Ryojun Toyoda, Romain Costil, Wesley R. Browne, Da-Hui Qu,* He Tian, and Ben L. Feringa*

雑誌: Journal of the American Chemical Society

巻: Volume144, Issue10, 4376-4382

出版年: 2022年

背景

1: 研究の背景（生体分子におけるキラリティーの重要性）

キラリティーは「生命の特徴」として知られる重要な性質

アミノ酸などのホモキラリティーは生命維持に不可欠

タンパク質構造においてジスルフィド結合は重要な役割を果たす

ジスルフィド結合の立体化学は生体分子の機能に影響を与える

2: 研究の課題（ジスルフィド結合のキラリティー制御）

ジスルフィド結合は動的な立体異性を示す

アミノ酸からジスルフィド結合へのキラリティー転写機構は不明

水素結合によるキラリティー制御の可能性

分子レベルと超分子レベルでのキラリティー制御が必要

方法

1: 分析手法

円二色性（CD）分光法による立体構造解析

フーリエ変換赤外分光法（FTIR）による水素結合解析

核磁気共鳴分光法（NMR）による分子構造解析

密度汎関数理論（DFT）による計算化学的解析

結果

1: 分子内キラリティー転写

S-S...H-N水素結合の形成を確認

温度依存的なキラリティー転写を観察

溶媒の極性がキラリティー転写に影響

エンタルピー変化とエントロピー変化を定量的に評価

2: 結晶構造解析

超分子ヘリカル構造の形成を確認

分子間C=O...H-N水素結合の存在

反平行なヘリカルストランドの配列

DNAの二重らせん構造に類似した特徴

考察

1: キラリティー転写のメカニズム

水素結合が立体制御に重要な役割を果たす

溶液中と固体状態で異なるキラリティー転写機構

置換基効果がキラリティー転写に影響

Thorpe-Ingold効果による構造制御

結論

ジスルフィド結合のキラリティー制御機構を解明

水素結合による立体選択的なキラリティー転写を実証

分子設計による超分子構造制御の可能性を示唆

将来の展望

タンパク質構造制御への応用