2-アミノイソ酪酸

2-アミノイソ酪酸
	IUPAC名 2-Amino-2-methylpropanoic acid
	別称 α-Aminoisobutyric acid; 2-Methylalanine
識別情報
CAS登録番号	62-57-7
PubChem	6119
ChemSpider	5891
EC番号	200-544-0
DrugBank	DB02952
KEGG	C03665
ChEBI	CHEBI:27971 ;
	SMILES O=C(O)C(N)(C)C;
	InChI InChI=1S/C4H9NO2/c1-4(2,5)3(6)7/h5H2,1-2H3,(H,6,7) Key: FUOOLUPWFVMBKG-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/C4H9NO2/c1-4(2,5)3(6)7/h5H2,1-2H3,(H,6,7) Key: FUOOLUPWFVMBKG-UHFFFAOYAD;
特性
化学式	C4H9NO2
モル質量	103.12 g mol−1
外観	白色結晶粉末
密度	1.09 g/mL
沸点	204.4 °C, 478 K, 400 °F
水への溶解度	可溶
酸解離定数 pKa	2.36 (カルボキシル; H2O); 10.21 (アミノ; H2O);
	特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

2-アミノイソ酪酸(2-Aminoisobutyric acid, AIB)または2-メチルアラニン(2-methylalanine)は、構造式H₂N-C(CH₃)₂-COOHのタンパク質を構成しないアミノ酸の1つである。天然では珍しく、アラメチシンやランチビオティック等の菌類起源の抗生物質に見られるだけである。

人工合成

実験室では、アセトンシアノヒドリンとアンモニアを反応させた後、加水分解することで作る^[2]。産業スケールでは、メタクリル酸を選択的ヒドロアミノ化することで作る。

生物学的活性

AIBは、タンパク質を構成するアミノ酸ではなく、天然では比較的珍しい。ペプチド中では、ヘリックスを強く誘導する。AIBのオリゴマーは、3₁₀ヘリックスを形成する。3-アミノイソ酪酸(β-aminoisobutyric acid, BAIBA)は、2014年に骨格筋の通常代謝物として発見された。ヒト血漿中の濃度は、運動することで増加する。恐らくミトコンドリア活性の増加により生産され、PGC-1αを過剰発現したマウスの筋肉でも観察される。BAIBAは、褐色脂肪を誘導できるため、代謝異常に対する保護因子であると提案されている^[3] 。

リボソームによるペプチドへの取り込み

ペプチド合成でのリボソーム伸長にAIBが代替利用されることが確認されたとの報告がいくつかある。菅裕明らはフレキシザイムを用いて^[4]、アミノアシル化AIB-tRNAの翻訳伸長因子Pへの親和性を高めるためにtRNA部分のエンジニアリングを行った^[5]。その結果、無細胞翻訳系の中で、ペプチドへのAIBの取込が増加した。Iqbalらは、アミノアシル化AIB-tRNA^Valを合成するために、編集欠損のバリンtRNAリガーゼを作製するアプローチを用いた。その後、アミノアシル化tRNAは、無細胞翻訳系でAIBを含むペプチドを合成した^[6]。

出典

^ Haynes, William M., ed (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). CRC Press. p. 5-88. ISBN 978-1498754286
^ Clarke, H. T.; Bean, H. J. (1931). "α-Aminoisobutyric acid". Organic Syntheses (英語). 11: 4.; Collective Volume, vol. 2, p. 29.
^ Roberts, LD; Bostrom, P; O'Sullivan, JF; Schinzel, RT; Lewis, GD; Dejam, A; Lee, YK; Palma, MJ et al. (7 January 2014). “β-Aminoisobutyric acid induces browning of white fat and hepatic β-oxidation and is inversely correlated with cardiometabolic risk factors.”. Cell Metabolism 19 (1): 96-108. doi:10.1016/j.cmet.2013.12.003. PMC 4017355. PMID 24411942.
^ Ohuchi, Masaki; Murakami, Hiroshi; Suga, Hiroaki (2007). “The flexizyme system: a highly flexible tRNA aminoacylation tool for the translation apparatus”. Current Opinion in Chemical Biology 11 (5): 537-542. doi:10.1016/j.cbpa.2007.08.011. PMID 17884697.
^ Katoh, Takayuki; Iwane, Yoshihiko; Suga, Hiroaki (2017-12-15). “Logical engineering of D-arm and T-stem of tRNA that enhances d-amino acid incorporation” (英語). Nucleic Acids Research 45 (22): 12601-12610. doi:10.1093/nar/gkx1129. ISSN 0305-1048. PMC 5728406. PMID 29155943.
^ Iqbal, Emil S.; Dods, Kara K.; Hartman, Matthew C. T. (2018). “Ribosomal incorporation of backbone modified amino acids via an editing-deficient aminoacyl-tRNA synthetase” (英語). Organic & Biomolecular Chemistry 16 (7): 1073-1078. doi:10.1039/c7ob02931d. ISSN 1477-0539. PMC 5993425. PMID 29367962.

[CRC97-1] Haynes, William M., ed (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). CRC Press. p. 5-88. ISBN 978-1498754286

[2] Clarke, H. T.; Bean, H. J. (1931). "α-Aminoisobutyric acid". Organic Syntheses (英語). 11: 4.; Collective Volume, vol. 2, p. 29.

[3] Roberts, LD; Bostrom, P; O'Sullivan, JF; Schinzel, RT; Lewis, GD; Dejam, A; Lee, YK; Palma, MJ et al. (7 January 2014). “β-Aminoisobutyric acid induces browning of white fat and hepatic β-oxidation and is inversely correlated with cardiometabolic risk factors.”. Cell Metabolism 19 (1): 96-108. doi:10.1016/j.cmet.2013.12.003. PMC 4017355. PMID 24411942.

[4] Ohuchi, Masaki; Murakami, Hiroshi; Suga, Hiroaki (2007). “The flexizyme system: a highly flexible tRNA aminoacylation tool for the translation apparatus”. Current Opinion in Chemical Biology 11 (5): 537-542. doi:10.1016/j.cbpa.2007.08.011. PMID 17884697.

[5] Katoh, Takayuki; Iwane, Yoshihiko; Suga, Hiroaki (2017-12-15). “Logical engineering of D-arm and T-stem of tRNA that enhances d-amino acid incorporation” (英語). Nucleic Acids Research 45 (22): 12601-12610. doi:10.1093/nar/gkx1129. ISSN 0305-1048. PMC 5728406. PMID 29155943.

[6] Iqbal, Emil S.; Dods, Kara K.; Hartman, Matthew C. T. (2018). “Ribosomal incorporation of backbone modified amino acids via an editing-deficient aminoacyl-tRNA synthetase” (英語). Organic & Biomolecular Chemistry 16 (7): 1073-1078. doi:10.1039/c7ob02931d. ISSN 1477-0539. PMC 5993425. PMID 29367962.

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