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ジケトピペラジン類

索引 ジケトピペラジン類

トピペラジン類(ジケトピペラジンるい、Diketopiperazines, 略称: DKP)は、二つのアミノ酸がペプチド結合によりラクタムを形成した環状有機化合物群である。 ジケトピペラジン類は最小構造の環状ペプチドであり、三次元構造が完全に解明された初のペプチドである。この仕事はカリフォルニア工科大学のロバート・コリーにより1930年代になされた。Coreyは ジペプチドであるグリシルグリシンの環状無水物の構造決定を行った。 ジケトピペラジン類はまた、哺乳類を含む多様な生物でアミノ酸から生合成されており、二次代謝であるとみなされている。 ジペプチダルペプチダーゼのような幾つかのプロテアーゼ酵素では、タンパク末端からの開裂によりジペプチドを生成させるが、生成したジペプチドが自然に環化してジケトピペラジン類を形成することが知られている。 さらにジケトピペラジン類は、剛体構造、光学活性、種々の側鎖構造などの構造的特性から、ドラッグデザインの魅力的な足場となっている。天然物由来のジケトピペラジン類と合成されたジケトピペラジン類のいずれもが、 抗腫瘍活性、抗ウイルス活性、抗菌活性、抗微生物活性などを含む多様な生理活性を示すことが報告されている。.

29 関係: 天然物二次代謝微生物医薬品設計ペプチドペプチド結合ラクタムロバート・コリープロテアーゼピペラジンアミノ酸ウイルスカリフォルニア工科大学グリシンジペプチドタンパク質哺乳類剛体米国化学会誌環状ペプチド生合成生物無水物腫瘍酵素Journal of Medicinal Chemistry殺菌有機化合物旋光

天然物

天然物 (てんねんぶつ).

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二次代謝

二次代謝(にじたいしゃ)とは、生物自身が生合成し、生物が生育・成長する上で必要不可欠ではない(と考えられていた)代謝経路、および低分子化合物のことであり、有名なものとして抗菌物質や色素などが挙げられる。二次代謝は様々な生物種が行っており、様々な生理活性を持つものがある。代表的な二次代謝産物として、テルペノイド系化合物、ポリケタイド系化合物、アルカロイド化合物などがある。 Category:生化学 Category:代謝.

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微生物

10,000倍程度に拡大した黄色ブドウ球菌 微生物(びせいぶつ)とは、肉眼でその存在が判別できず、顕微鏡などによって観察できる程度以下の大きさの生物を指す。微生物を研究する学問分野を微生物学と言う。.

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医薬品設計

医薬品設計(いやくひんせっけい、Drug design)とは、生物学的標的に基づいた設計により医薬品を見出す手法である。通常医薬品の標的は、特定の病状もしくは病理学、または細菌性病原体の、感染性や生存に特異的な代謝や情報伝達経路に関与する鍵となる分子である。 疾病の鍵となる分子の機能を停止させて病状の進行を止めようとする場合、薬物は鍵分子の活性部位と結合して機能を阻害するように、かつ目標となる鍵分子と類似した形のその他の重要な体内分子には何ら影響を及ぼさないよう設計されなければならない。そのようなリスクを回避するために配列相同性(英:sequence homology)の解析が良く用いられる。 その他にも、通常の経路を強化するために、病気の場合に影響を受けているであろう特定の分子の働きを促進する方法がある。 生体分子と特異的に相互作用する薬物の構造はコンピュータ技術を用いてモデル化することができる。これらの技術は、活性部位の構造と性質の知見から生体分子にうまく組み合う分子の構築を可能にする。分子は場合により、核となる中心部分から構築されることも、側鎖から作られることもある。ただし、これらのアプローチは時折合成化学上の問題で行き詰ることがある。さらに新しいアプローチとしては、低分子量の分子よりも自然界のタンパク質由来の高分子を目指す方法が示唆されている。また、mRNAを用いた合成法も提案されている。遺伝子抑制も治療法としての応用が期待されている。.

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ペプチド

ペプチド(Peptid、peptide:ペプタイド, ギリシャ語の πεπτος (消化できる)に由来する)は、決まった順番で様々なアミノ酸がつながってできた分子の系統群である。1つのアミノ酸残基と次のそれの間の繋がりはアミド結合またはペプチド結合と呼ばれる。アミド結合は典型的な炭素・窒素単結合よりもいくらか短い、そして部分的に二重結合の性質をもつ。なぜならその炭素原子は酸素原子と二重結合し、窒素は一つの非共有電子対を結合へ利用できるからである。 生体内で産生されるペプチドはリボソームペプチド、非リボソームペプチド、消化ペプチドの3つに大別される。.

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ペプチド結合

2つのアミノ酸の脱水縮合によって形成するペプチド結合 ペプチド結合(ペプチドけつごう、)とは、アミド結合のうちアミノ酸同士が脱水縮合して形成される結合である。 このようにして生成する物質はペプチドであり、その縮合しているアミノ酸の数が2つ、3つ、4つ、5つ……となるごとにジペプチド、トリペプチド、テトラペプチド、ペンタペプチド……という。多数のアミノ酸が縮合した高分子物質はタンパク質であり、このため、タンパク質をポリペプチドとも呼ぶ。 アミド結合は強固な結合であり、加水分解は強酸性や強アルカリ性の条件でしか起こらない。しかし生体内にはペプチド結合のみを選択的に加水分解する酵素ペプチダーゼ、プロテアーゼが存在し、これらの中には中性に近い生物の体温程度の温度でかなり迅速にペプチド結合を加水分解することができるものもある。.

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ラクタム

ラクタム(lactam)は、カルボキシル基とアミノ基が脱水縮合した形を持って環を成している化合物の総称で、環の一部に-CO-NR-(Rは水素でもよい)を含む。語源はラクトンとアミドの合成。アミノカルボン酸の分子内環状アミド、と言い換えることもできる。 ε-カプロラクタムやラウロラクタムなどは、ナイロンの原料として重要な化合物である。ラクタムからナイロンを作るにはラクタムを開環重合によってポリアミドの形を取らせればよい。 環を構成する炭素数によってα-ラクタム(三員環)、β-ラクタム(四員環)、γ-ラクタム(五員環)、δ-ラクタム(六員環)、…、と呼ぶ。β-ラクタムは、β-ラクタム系抗生物質の主要構造として知られる。.

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ロバート・コリー

バート・コリー(Robert Brainard Corey、1897年8月19日-1971年4月23日)はアメリカ合衆国の生化学者で、ライナス・ポーリング、ヘルマン・ブランソンとともにαヘリックスやβシートの構造を発見した業績で知られる。彼らの発見は、40年後に初めて正確に測定された結合長に至るまで非常に精確だった。今日ではαヘリックスとβシートは、多くのタンパク質の骨格になっていることが分かっている。.

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プロテアーゼ

プロテアーゼ(Protease、EC 3.4群)とはペプチド結合加水分解酵素の総称で、プロテイナーゼ(proteinase)とも呼ばれる。広義のペプチダーゼ(Peptidase)のこと。タンパク質やポリペプチドの加水分解酵素で、それらを加水分解して異化する。収斂進化により、全く異なる触媒機能を持つプロテアーゼが似たような働きを持つ。プロテアーゼは動物、植物、バクテリア、古細菌、ウイルスなどにある。ヒトでは小腸上皮細胞から分泌する。.

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ピペラジン

ピペラジン(piperazine)は、分子式C4H10N2、分子量86.14の複素環式アミンの一つである。シクロヘキサンの向かい合わせになった2つのメチレン基をNHで置換した構造をもつ。.

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アミノ酸

リシンの構造式。最も構造が単純なアミノ酸 トリプトファンの構造式。最も構造が複雑なアミノ酸の1つ。 アミノ酸(アミノさん、amino acid)とは、広義には(特に化学の分野では)、アミノ基とカルボキシル基の両方の官能基を持つ有機化合物の総称である。一方、狭義には(特に生化学の分野やその他より一般的な場合には)、生体のタンパク質の構成ユニットとなる「α-アミノ酸」を指す。分子生物学など、生体分子をあつかう生命科学分野においては、遺伝暗号表に含まれるプロリン(イミノ酸に分類される)を、便宜上アミノ酸に含めることが多い。 タンパク質を構成するアミノ酸のうち、動物が体内で合成できないアミノ酸を、その種にとっての必須アミノ酸と呼ぶ。必須アミノ酸は動物種によって異なる。.

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ウイルス

ウイルス()は、他の生物の細胞を利用して、自己を複製させることのできる微小な構造体で、タンパク質の殻とその内部に入っている核酸からなる。生命の最小単位である細胞をもたないので、非生物とされることもある。 ヒト免疫不全ウイルスの模式図.

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カリフォルニア工科大学

リフォルニア工科大学(英語: California Institute of Technology)は、米国カリフォルニア州に本部を置く私立工科大学である。1891年に設置された。Caltech(カルテック、カルテク、キャルテク)の略称でも親しまれる。 カリフォルニア大学、カリフォルニア州立大学、南カリフォルニア大学とは別組織である。 全米屈指のエリート名門校の1つとされ, アメリカではマサチューセッツ工科大学(MIT)と並び称される工学及び科学研究の専門大学である。2011年10月の英国高等教育専門誌「Times Higher Education」においてはハーバード大学を抜き、世界第1位の高等教育機関として位置付けられた。以後、2015年まで、5年連続で同誌のランキングで第1位に選ばれている。 QS World University Rankingsの2018年度向け世界ランキングでは4位、前後には3位にハーバード大学が、5位にケンブリッジ大学が名を連ねる。 学部生896人、大学院生1275人。(ノーベル賞受賞者は37名) 校訓は"The truth shall make you free"。量子電磁力学の発展に寄与し、初等物理学の教科書やエッセイでも有名なリチャード・P・ファインマンや、クォーク仮説のマレー・ゲルマン、トランジスタの発明者の一人であるウィリアム・ショックレー等が教壇に立っていたこともある。NASAの技術開発に携わるジェット推進研究所 (JPL) があることでも有名。.

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グリシン

リシン (glycine) とは、アミノ酢酸のことで、タンパク質を構成するアミノ酸の中で最も単純な形を持つ。別名グリココル。糖原性アミノ酸である。 示性式は H2NCH2COOH、アミノ酸の構造の側鎖が –H で不斉炭素を持たないため、生体を構成する α-アミノ酸の中では唯一 D-, L- の立体異性がない。非極性側鎖アミノ酸に分類される。 多くの種類のタンパク質ではグリシンはわずかしか含まれていないが、ゼラチンやエラスチンといった、動物性タンパク質のうちコラーゲンと呼ばれるものに多く(全体の3分の1くらい)含まれる。 1820年にフランス人化学者アンリ・ブラコノーによりゼラチンから単離された。 甘かったことからギリシャ語で甘いを意味する glykys に因んで glycocoll と名付けられ、後に glycine に改名された。.

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ジペプチド

ペプチド(Dipeptide)とは、2つのアミノ酸が1つのペプチド結合で結合した分子のことである。 ジペプチドは加水分解酵素であるジペプチジルペプチダーゼによってポリペプチドから作られる。これはジペプチドとアミノ酸が別々のメカニズムで吸収されるからである。食べ物のタンパク質はジペプチドとアミノ酸へ消化され、ジペプチドはアミノ酸より早く吸収される。また、ジペプチドはガストリンを分泌する胃のG細胞を活性化する。.

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タンパク質

ミオグロビンの3D構造。αヘリックスをカラー化している。このタンパク質はX線回折によって初めてその構造が解明された。 タンパク質(タンパクしつ、蛋白質、 、 )とは、20種類存在するL-アミノ酸が鎖状に多数連結(重合)してできた高分子化合物であり、生物の重要な構成成分のひとつである生化学辞典第2版、p.810 【タンパク質】。 構成するアミノ酸の数や種類、また結合の順序によって種類が異なり、分子量約4000前後のものから、数千万から億単位になるウイルスタンパク質まで多種類が存在する。連結したアミノ酸の個数が少ない場合にはペプチドと言い、これが直線状に連なったものはポリペプチドと呼ばれる武村(2011)、p.24-33、第一章 たんぱく質の性質、第二節 肉を食べることの意味ことが多いが、名称の使い分けを決める明確なアミノ酸の個数が決まっているわけではないようである。 タンパク質は、炭水化物、脂質とともに三大栄養素と呼ばれ、英語の各々の頭文字を取って「PFC」とも呼ばれる。タンパク質は身体をつくる役割も果たしている『見てわかる!栄養の図解事典』。.

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哺乳類

哺乳類(ほにゅうるい、英語:Mammals, /ˈmam(ə)l/、 学名:)は、脊椎動物に分類される生物群である。分類階級は哺乳綱(ほにゅうこう)とされる。 基本的に有性生殖を行い、現存する多くの種が胎生で、乳で子を育てるのが特徴である。ヒトは哺乳綱の中の霊長目ヒト科ヒト属に分類される。 哺乳類に属する動物の種の数は、研究者によって変動するが、おおむね4,300から4,600ほどであり、脊索動物門の約10%、広義の動物界の約0.4%にあたる。 日本およびその近海には、外来種も含め、約170種が生息する(日本の哺乳類一覧、Ohdachi, S. D., Y. Ishibashi, M. A. Iwasa, and T. Saitoh eds.

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剛体

剛体(ごうたい、)とは、力の作用の下で変形しない物体のことである。 物体を質点の集まり(質点系)と考えたとき、質点の相対位置が変化しない系として表すことができる。 剛体は物体を理想化したモデルであり、現実の物体には完全な意味での剛体は存在せず、どんな物体でも力を加えられれば少なからず変形する。 しかし、大きな力を加えなければ、多くの固体や結晶体は変形を無視することができて剛体として扱うことができる。 剛体は、変形を考えないことから、その運動のみが扱われる。剛体の運動を扱う動力学は剛体の力学()と呼ばれる。大きさを無視した質点の力学とは異なり、大きさをもつ剛体の力学は姿勢の変化(転向)が考えられる。 こまの回転運動などは剛体の力学で扱われるテーマの一つである。 なお、物体の変形を考える理論として、弾性体や塑性体の理論がある。 また、気体や液体は比較的自由に変形され、これを研究するのが流体力学である。 これらの変形を考える分野は連続体力学と呼ばれる。 剛体の動力学は、剛体の質量が重心に集中したものとしたときの並進運動に関するニュートンの運動方程式と、重心のまわりの回転に関するオイラーの運動方程式で記述できる。.

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米国化学会誌

米国化学会誌 (べいこくかがくかいし、Journal of the American Chemical Society) はアメリカ化学会により発行されている学術雑誌である。略記はJ.

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環状ペプチド

ペプチド(かんじょうペプチド)は、アミノ末端とカルボキシル末端とがペプチド結合で結ばれ環状となったポリペプチド鎖である。数多くの環状ペプチドが天然から発見されており、構成アミノ酸の数は数個から数百個までに及ぶ。シクロスポリンAといったホモデティック環状ペプチドは、環が通常のペプチド結合(すなわちある残基のαカルボキシルともう一つの残基のαアミンとの間)で主に構成されている。環状イソペプチドは、ミクロシスチンやバシトラシンのように、少なくとも一つの非αアミド結合(側鎖とαカルボキシル基など)を含んでいる。アウレオバシジンAやHUN-7293といった環状デプシペプチドは、アミドの代わりに少なくとも一つのラクトン(エステル)結合を有している。環状デプシペプチドの中にはC末端カルボキシルとThrあるいはSer残基の側鎖との間で環化しているものもある(カハラリドF、テオネラペプトリド、ジデムニンBなど)。アマトキシン、アマニチン、ファロイジンといった二環性ペプチドは架橋基を含んでいる。アマトキシンでは、この架橋はTrpおよびCys残基の間のチオエーテルで形成されている。その他の二環性ペプチドには、エキノマイシン、トリオスチンA、セロゲンチンCがある。ソマトスタチンやオキシトシンのように2つのシステインの間のジスルフィド結合によって環化した環状ペプチドホルモンが数多く存在する。 細胞において環状ペプチドが形成される過程はまだ十分に分かっていない。しかしながら、環状ペプチドの興味深い性質の一つは、消化過程に極めて耐性を持つ傾向があることであり、ヒトの消化管において分解されずに残ることができる。 環状ペプチドの例.

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生合成

生合成(せいごうせい)とは、生体がその構成成分である生体分子を作り出すことをいう。多くの生物に共通している基本的な化合物(アミノ酸、糖、脂肪酸、核酸など)を合成する経路を一次代謝、特定の種や科に特有の化合物(ホルモン、フェロモン、毒素など)を作り出す経路を二次代謝と呼ぶが、両者の区分は必ずしも明確ではない。 ひとつの化合物が生合成されるには単一の酵素でなく、酸化還元酵素、転移酵素、合成酵素、加水分解酵素など数多くの酵素が関わり、多数の段階を踏むことが普通である。 生合成が不可能な分子は、体外より栄養素として取り入れなければならず、こういった栄養素を必須栄養素と呼ぶ。ヒトにおいて生合成が不可能なアミノ酸、脂肪酸をそれぞれ必須アミノ酸、必須脂肪酸と呼び、栄養学において非常に重要である。さらに、生体内での代謝に必須でありながら、生合成できない補酵素群をビタミンと呼び、同様に生合成できないミネラルとともにこれらもまた、栄養学上重要である。 Category:生化学.

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生物

生物(せいぶつ)または生き物(いきもの)とは、動物・菌類・植物・古細菌・真正細菌などを総称した呼び方である。 地球上の全ての生物の共通の祖先があり(原始生命体・共通祖先)、その子孫達が増殖し複製するにつれ遺伝子に様々な変異が生じることで進化がおきたとされている。結果、バクテリアからヒトにいたる生物多様性が生まれ、お互いの存在(他者)や地球環境に依存しながら、相互に複雑な関係で結ばれる生物圏を形成するにいたっている。そのことをガイアとも呼ぶものもある。 これまで記録された数だけでも百数十万種に上ると言われており、そのうち動物は100万種以上、植物(菌類や藻類も含む)は50万種ほどである。 生物(なまもの)と読むと、加熱調理などをしていない食品のことを指す。具体的な例を挙げれば“刺身”などが代表的な例としてよく用いられる。.

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無水物

無水物(むすいぶつ、anhydride)とは、水を無くした状態の化合物のこと。「無水~」「~無水物」という言葉は用法がいくつかに分かれる。.

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腫瘍

腫瘍(しゅよう、Tumor)とは、組織、細胞が生体内の制御に反して自律的に過剰に増殖することによってできる組織塊のこと。腫瘍ができたことにより、身体に影響を及ぼすことがある。 病理学的には、新生物(しんせいぶつ、Neoplasm)と同義である。なお、Neoplasmはギリシャ語のNeoplasia(新形成)からできた単語である。.

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酵素

核酸塩基代謝に関与するプリンヌクレオシドフォスフォリラーゼの構造(リボン図)研究者は基質特異性を考察するときに酵素構造を抽象化したリボン図を利用する。 酵素(こうそ、enzyme)とは、生体で起こる化学反応に対して触媒として機能する分子である。酵素によって触媒される反応を“酵素的”反応という。このことについて酵素の構造や反応機構を研究する古典的な学問領域が、酵素学 (こうそがく、enzymology)である。.

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Journal of Medicinal Chemistry

Journal of Medicinal Chemistry(ジャーナル・オブ・メディシナル・ケミストリー、略称:J.

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殺菌

殺菌(さっきん、英: sterilization)とは、病原性や有害性を有する糸状菌、細菌、ウイルスなどの微生物を死滅させる操作のことである。滅菌と違って具体的な程度は定義されておらず、効果は保証されない。電磁波、温度、圧力、薬理作用などを用いて細菌などの組織を破壊するか、生存が不可能な環境を生成することで行われる。病原体の除去(感染症の予防)、食品の鮮度保持、などが主な目的である。対象とする細菌などによっては効果が期待できない方法もある。人体や有益な生物への障害、高熱や腐食による装置の破損、食品の風味の変質などを引き起こすことがあるので、適切な方法を選択することが重要である。低温殺菌法のパスチャライゼーション(英語名: pasteurization)はルイ・パスツールからきている。.

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有機化合物

有機化合物(ゆうきかごうぶつ、organic compound)は、炭素を含む化合物の大部分をさす『岩波 理化学辞典』岩波書店。炭素原子が共有結合で結びついた骨格を持ち、分子間力によって集まることで液体や固体となっているため、沸点・融点が低いものが多い。 下記の歴史的背景から、炭素を含む化合物であっても、一酸化炭素、二酸化炭素、炭酸塩、青酸、シアン酸塩、チオシアン酸塩等の単純なものは例外的に無機化合物と分類し、有機化合物には含めない。例外は慣習的に決められたものであり『デジタル大辞泉』には、「炭素を含む化合物の総称。ただし、二酸化炭素・炭酸塩などの簡単な炭素化合物は習慣で無機化合物として扱うため含めない。」と書かれている。、現代では単なる「便宜上の区分」である。有機物質(ゆうきぶっしつ、organic substance『新英和大辞典』研究社)あるいは有機物(ゆうきぶつ、organic matter『新英和大辞典』研究社)とも呼ばれるあくまで別の単語であり、同一の概念ではない。。.

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旋光

旋光(せんこう、optical rotation)とは、直線偏光がある物質中を通過した際に回転する現象である。この性質を示す物質や化合物は旋光性あるいは光学活性を持つ、と言われる。不斉な分子(糖など)の溶液や、偏極面を持つ結晶(水晶)などの固体、偏極したスピンをもつ気体原子・分子で起こる。糖化学ではシロップの濃度を求めるのに、光学では偏光の操作に、化学では溶液中の基質の性質を検討するのに、医学においては糖尿病患者の血中糖濃度を測定するのに用いられる。.

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