脱氢丙氨酸-选择性蛋白质修饰 Dha-Selective Protein Modification

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脱氢丙氨酸-选择性蛋白质修饰 Dha-Selective Protein Modification

脱氢丙氨酸(dehydroalanine, Dha)是由丝氨酸或者半胱酰胺转化来的特殊氨基酸、由于其具有Michael加成acceptor结构，所以作为蛋白质的修饰起点也受到一定的关注。也就是，大部分的氨基酸残基对亲核试剂或者自由基显惰性、利用这一特性，可以选择性的对翻译后的含有脱氢丙氨酸的蛋白质其进行修饰。

基本文献

Zhu,Y.; van der Donk, W. A. Org. Lett. 2001, 3, 1189. DOI: 10.1021/ol015648a
Galonic, D. P.; van der Donk, W. A.; Gin, D. Y. Chem. Eur. J. 2003, 9, 5997. DOI: 10.1002/chem.200305290
Levengood, M. R.; van der Donk, W. A. Nat. Protoc. 2007, 1, 3001. doi:10.1038/nprot.2006.470
Wright, T. H.; Davis, B. G. Nat. Protoc. 2017, 12, 2243. doi:10.1038/nprot.2017.087

<Installation of Dha>

Chalker, J. M.; Gunnoo, S. B.; Boutureira, O.; Gerstberger, S. C.; Fernández-González, M.; Bernardes, G. J. L.; Griffin, L.; Hailu, H.; Schofield. C. J.; Davis, B. G. Chem. Sci. 2011, 2, 1666. DOI: 10.1039/c1sc00185j

<Review>

Chalker, J. M.; Bernardes, G. J. L.; Lin, Y. A.; Davis, B. G. Chem. Asian J. 2009, 4, 630. DOI: 10.1002/asia.200800427
Gunno, S. B.; Madder, A. ChemBioChem 2016, 17, 529. DOI: 10.1002/cbic.201500667

脱氢丙氨酸的生成法

自然界中是通过酶催化丝氨酸进行脱水生成的[1]、而在化学合成上是用反应性更高的半胱酰胺作为底物进行脱硫制备的。到目前为止，开发出了多种试剂以达到此目的，最简便之一是Davis等人开发的下图所示的手法。

以前chem-station报道过的利用MSH试剂的手法[3]、由于会引起胺基的脱胺基化反应，所以存在交叉反应性的问题[2]。

对脱氢丙氨酸的应用实例

大部分的case都是与反应性高的硫烷进行迈克尔加成反应，下面给出了四个典型例子[4]。

但是运用上述条件在反应后，肯定会留有硫醚部位，而这会导致翻译后修饰的再现性问题。为了解决这个问题，碳自由基的1,4-加成形成C-C键的修饰方法被开发使用（具体请阅读文献5）[5]。

使用金属催化剂进行转换的例子也有很多，而对于官能团兼容性的问题也是经常发生，现在基本停留在氨基酸・多肽的秀时尚。而其中一个典型的例子，如下图所示的运用Rh催化剂进行的芳基硼酸的1,4-加成反应[6]。此外也能转化成硼化/甲硅烷基化[7]。金属酶（p450）催化的环丙烷化也有报道[8]。

参考文献

Repka, L. M.; Chekan, J. R.; Nair, S. K.; van der Donk, W. A. Chem. Rev. 2017, 117, 5457. DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00591
(a) Chalker, J. M.; Gunnoo, S. B.; Boutureira, O.; Gerstberger, S. C.; Fernández-González, M.; Bernardes, G. J. L.; Griffin, L.; Hailu, H.; Schofield. C. J.; Davis, B. G. Chem. Sci. 2011, 2, 1666. DOI: 10.1039/c1sc00185j (b) Okamoto, R.; Souma, S.; Kajihara, Y. J. Org. Chem. 2009, 74, 2494. DOI: 10.1021/jo8026164
Bernardes, G. J. L.; Chalker, J. M.; Errey, J. C.; Davis, B. G. J. Am. Chem. Soc.2008, 130, 5052. DOI: 10.1021/ja800800p
Chalker, J. M.; Lercher, L.; Rose, N. R.; Schofield, C. J.; Davis, B. G. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 1835. DOI: 10.1002/anie.201106432
(a) Yang, A.; Ha, S.; Ahn, J.; Kim, R.; Kim, S.; Lee, Y.; Kim, J.; Söll, D.; Lee, H.-Y.; Park, H.-S. Science 2016, 354, 623. DOI: 10.1126/science.aah4428 (b) Wright, T. H.; Bower, B. J.; Chalker, J. M.; Bernardes, G. J. J.; Wiewiora, R.; Ng, W.-L. L.; Raj, R.; Faulkner, S.; Vallée, M. R.; Phanumartwiwath, A.; Coleman, O. D.; Thézénas, M.-L. L.; Khan, M.; Galan, S. R. R.; Lercher, L.; Schombs, M. W.; Gerstberger, S.; Palm-Espling, M. E.; Baldwin, A. J.; Kessler, B. M.; Claridge, T. D.; Mohammed, S.; Davis, B. G. Science 2016, 354, aag1465. DOI: 10.1126/science.aag1465
Key,H. M.; Miller, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2017, DOI: 10.1021/jacs.7b08775
Bartoccini, F.; Bartolucci, S.; Lucarini, S.; Piersanti, G. Eur. J. Org. Chem. 2015, 15, 3352. DOI: 10.1002/ejoc.201500362
Gober, J. G.; Ghodge, S. V.; Bogart, J. W.; Wever, W. J.; Watkins, R. R.; Brustad, E. M.; Bowers, A. A. ACS Chem. Biol. 2017, 12, 1726. DOI: 10.1021/acschembio.7b00358