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イソアスパラギン酸（イソアスパラギン酸、イソアスパルチル、β-アスパラギン酸）は、典型的なαペプチド結合と異性体のアスパラギン 酸残基 である。これはβ-アミノ酸であり、側鎖カルボキシルが骨格に移動している。このような変化は、 N+1次のペプチド結合上の窒素原子（図1の右上の黒色）がアスパラギンまたはアスパラギン酸残基の側鎖のγ-炭素を求核的に攻撃し、スクシンイミド中間体（赤色）を形成する化学反応によって引き起こされる。中間体の加水分解により、アスパラギン酸（左の黒色）またはβ-アミノ酸であるイソアスパラギン酸（右下の緑色）の2つの生成物が得られる。[1] この反応により、アスパラギン残基の脱アミド化も起こる。ラセミ化が起こり、D-アミノ酸が形成される場合がある。[2]
イソアスパルチル形成の速度論
イソアスパルチル形成反応は、タンパク質の有効寿命を制限する要因の一つであると推測されている。[3]
アスパラギンの後に小さくて柔軟な残基 (グリシンなど) が続き、ペプチド グループが攻撃を受けやすい状態になっている場合、イソアスパルチルの形成ははるかに速く進行します。これらの反応は、pHが上昇(>10) し、温度が上昇すると、はるかに速く進行します。
修理
L-イソアスパルチルメチルトランスフェラーゼは、イソアスパラギン酸およびD-アスパラギン酸残基を、残基の側鎖カルボキシル基にメチル基を付着させてエステルを形成することで修復する。エステルは急速に自発的にスクシンイミド（赤）に変化し、ランダムに通常のアスパラギン酸（黒）またはイソアスパラギン酸（緑）に戻り、次の反応を試みる。[4]
参考文献
- ^ Clarke S (1987). 「細胞タンパク質中のアスパルチルおよびアスパラギン残基からの自発的な スクシンイミド形成の傾向」。国際ペプチドおよびタンパク質研究誌。30 (6): 808–821。doi :10.1111/ j.1399-3011.1987.tb03390.x。PMID 3440704 。
- ^ Yang H, Zubarev RA (2010). 「ポリペプチド中のアスパラギン脱 アミド化およびアスパラギン酸異性化の質量分析」.電気泳動. 31 (11): 1764–1772. doi :10.1002/elps.201000027. PMC 3104603. PMID 20446295.
- ^ Stephenson RC、Clarke S (1989)。「タンパク質の自発的分解のモデルとしてのアスパルチルおよびアスパラギン酸ペプチドからのスクシンイミド形成」。J . Biol. Chem . 264 (11): 6164–6170. doi : 10.1016/S0021-9258(18)83327-0 . PMID 2703484。
- ^ 山本 明、高木 秀、北村 大輔、龍岡 秀、中野 秀、河野 秀、黒柳 秀、矢作 裕、小林 誠、小泉 健、坂井 孝、斎藤 健、千葉 孝、河村 健、鈴木 健、渡辺 孝、森 秀、白澤 孝 (1998 年 3 月)。「タンパク質 L-イソアスパルチルメチルトランスフェラーゼの欠損は、致死的な進行性てんかんを引き起こす」。J . Neurosci . 18 (6): 2063–74. doi :10.1523/JNEUROSCI.18-06-02063.1998. PMC 6792936. PMID 9482793 。