1,2-ジセレナン-4-アミンの塩基性アミノ酸共役体は、タンパク質の品質管理のマニピュレーターとして、タンパク質のジスルフィドイソメラーゼ様の機能を持っています

Basic amino acid conjugates of 1,2-diselenan-4-amine with protein disulfide isomerase-like functions as a manipulator of protein quality control.

• Shunsuke Tsukagoshi
• Rumi Mikami
• Kenta Arai

抄録

プロテインジスルフィドイソメラーゼ（PDI）は、システイニルジスルフィド（SS）関連反応（SS形成、SS切断、SS異性化）を制御することにより、未熟なタンパク質が正しく折りたたまれるように支援することができる。PDIは、タンパク質の凝集を抑制することでタンパク質の品質を制御するとともに、酸化的フォールディング触媒としても機能します。PDIの活性中心のアミノ酸配列をもとに、酸化還元酵素活性や異性化酵素活性を示す1,2-ジセレンナン-4-アミン（1）の塩基性アミノ酸抱合体を新規PDIモデル化合物として設計しました。アミノ酸を共役化することで、化合物1のジセレニド還元能が大幅に向上し、すべてのSS関連反応の触媒活性が向上しました。さらに、これらの化合物、特にヒスチジンと共役した化合物は、低共役度（0.3 mM~）でもタンパク質の凝集を著しく抑制することがわかった。このように、1に塩基性アミノ酸を共役させることで、酸化還元反応性の向上とタンパク質の凝集抑制が同時に達成されることが示されました。

Protein disulfide isomerase (PDI) can assist immature proteins to correctly fold by controlling cysteinyl disulfide (SS)-relating reactions (i.e., SS-formation, SS-cleavage, and SS-isomerization). PDI controls protein quality by suppressing protein aggregation, as well as functions as an oxidative folding catalyst. Following the amino acid sequence of the active center in PDI, basic amino acid conjugates of 1,2-diselenan-4-amine ( 1 ), which show oxidoreductase- and isomerase-like activities for SS-relating reactions, were designed as a novel PDI model compound. By conjugating the amino acids, the diselenide reduction potential of compound 1 was significantly increased, causing improvement of the catalytic activities for all SS-relating reactions. Furthermore, these compounds, especially histidine-conjugated one, remarkably suppressed protein aggregation even at low concertation (0.3 mM~). Thus, it was demonstrated that the conjugation of basic amino acids into 1 simultaneously achieves the enhancement of the redox reactivity and the capability to suppress protein aggregation.

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