コラーゲンI型α鎖（98-110）(33-12-7)の物理的および化学的特性
コラーゲンI型α鎖（98-110）
合成されたコラーゲン由来ペプチド（残基98–110）で、凍結乾燥された断片として提供され、アッセイ開発、酵素学研究およびペプチドの研究開発に用いられます。
| CAS番号 | 33-12-7 |
| ファミリー | コラーゲン由来ペプチド |
| 形態 | 凍結乾燥粉末 |
| 一般的規格 | EP |
コラーゲンI型α鎖（98–110）は、I型コラーゲンα鎖のN末端領域由来の合成ペプチド断片です。構造的には、コラーゲン配列に特徴的なGly–X–Yモチーフを持つ短いコラーゲン由来ペプチドであり、報告された配列はGly–Leu–Hyp–Gly–Nle–Lys–Gly–His–Arg–Gly–Phe–Ser–Glyです。ヒドロキシプロリン（Hyp）の存在および高グリシン含有量はコラーゲン模倣局所構造に一致し、塩基性残基（リジン、アルギニン、ヒスチジン）および疎水性残基の代替物であるノルロイシン（Nle）の含有は酵素認識および水溶性挙動を制御する極性・非極性側鎖の混合パターンを作り出します。
電子的および物理化学的にこのペプチドは高い極性と水素結合性を有し、計算された記述子は非常に大きなトポロジカル極性表面積および多数の水素結合供与体と受容体を示しています。計算された分配係数（XLogP）は強く負の値で、低脂溶性かつ一般的な水性条件下での高水溶性と一致します。ペプチドは回転可能な結合を多く持ち柔軟であり、分子サイズと配座の自由度により、小分子の配座生成ツールでのルーチン生成は困難です。この柔軟性と極性残基の密なパターンは、コラーゲン処理酵素やシャペロンとの相互作用を促進し、受動的な膜透過よりも優先されます。
機能的には、この配列は生化学アッセイにおいてヒトプロコラーゲンリシルヒドロキシラーゼの合成基質として使用されます。三重標識（トリチウム）ペプチドの変異体も酵素機構・酵素学研究で報告されており、一部の材料で同位体標識が確認されています。ペプチドの生物物理的特性と酵素基質としての役割は、コラーゲンの翻訳後修飾および酵素動態研究への応用を支えています。商業的に用いられる規格はEPが一般的です。
分子概要
分子量および組成
- 分子式：\(C_{57}H_{91}N_{19}O_{16}\)。
- 分子量：1302.5（報告値）。
- 正確質量 / モノアイソトピック質量：1301.70556639（報告値）。
- 重原子数：92。
- 同位体原子数：2。
- 配列（報告）：Gly-Leu-Hyp-Gly-Nle-Lys-Gly-His-Arg-Gly-Phe-Ser-Gly。
これらの値は、中程度の長さのペプチド（分子量約1.3 kDa）であり、コラーゲン由来断片に典型的な構成（頻繁に出現するグリシン残基、ヒドロキシル化プロリン、塩基性側鎖、極性および疎水性側鎖の混合）であることを示しています。同位体数2は、一部の調製で行われる実験室での同位体標識と一致します。
電荷、極性およびLogP
- 計算された形式電荷：\(0\)。
- XLogP3-AA（計算値）：\(-5.1\)。
- トポロジカル極性表面積（TPSA）：\(557\)。
- 水素結合供与体数：\(18\)。
- 水素結合受容体数：\(21\)。
- 回転可能結合数：\(44\)。
計算された形式電荷0は記述子計算に用いた中性状態を反映していますが、一次構造には複数のイオン化可能な側鎖（リシン、アルギニン、ヒスチジン）および一般的な合成調製での自由なN末端・C末端を含んでいるため、溶液中の正味電荷はpH依存であり、生理的pHでは正に帯電することが多いです。非常に大きなTPSAおよび多数の水素結合供与体・受容体、強く負のXLogPは顕著な水溶性、優勢な極性、および受動的な膜透過の困難さを示しています。高い回転可能結合数は広範な配座の自由度を示し、折り畳み、酵素認識、および分析操作に関連します。
生化学的分類
本物質はコラーゲン由来のペプチド断片（I型コラーゲンα鎖の残基98–110）であり、機能的にはプロコラーゲンリシルヒドロキシラーゼの合成酵素基質として分類されます。線状の共有結合ペプチド単位（共有結合単位数：1）で、L-アミノ酸の立体化学に一致する複数の立体中心を持ちます。分子サイズと配座の柔軟性のため、小分子向けの配座生成ツールによる三次元モデリングは実用的ではなく、ペプチド/タンパク質レベルの方法が適切です。
化学的挙動
安定性と分解
このペプチド断片は保護基のない直鎖ペプチドとして一般的な安定性プロファイルを示し、強酸・強塩基への長時間暴露に対し化学的に不安定であり、極端なpHや温度環境下では加水分解を受けやすいです。酵素的には生体マトリックス中のエンドペプチダーゼやエキソペプチダーゼによる加水分解に感受性があります。ヒドロキシプロリンの存在は局所的にコラーゲン様配座を安定化しますが、プロテアーゼに対する耐性を大きく高めるわけではありません。メチオニンの代わりにノルロイシン（Nle）を置換しているため、硫黄酸化による劣化の脆弱性はメチオニン含有類縁体に比べ低減されています。高極性および多数の水素結合サイトにより、水および水性バッファーへの可溶化が促進され、一般的なアッセイ濃度では凝集は起こりにくいものの、高濃度や溶媒可溶化が減少する条件では凝集の可能性があります。
加水分解および変換
主な化学的変換は加水分解による構成アミノ酸やペプチド断片への分解です。生物学的条件下では、in vitro基質として用いられた際にリシルヒドロキシラーゼによるリジンの水酸化など、コラーゲン生化学に関連する酵素修飾をうけます。その他、（存在すれば）Asn/Gln残基の脱アミド化、過酷な条件下でのラセミ化、標識体の場合は強い還元/酸化条件下での同位体希釈または交換も考慮すべきです。一部製品はトリチウム標識が施されているため、保管および廃棄に際しては同位体取扱いおよび放射化学的安定性を考慮する必要があります。報告された同位体原子数は\(2\)で、一部サンプルにおける同位体修飾を示します。
生物学的役割
機能的役割および経路
このペプチドはプロコラーゲンリシルヒドロキシラーゼの合成基質として機能し、同酵素はプロコラーゲン中のリジン残基の翻訳後の水酸化を触媒します。リシルヒドロキシル化はコラーゲン生合成における重要な修飾であり、その後の糖鎖付加や架橋化経路に影響し、細胞外マトリックスのフィブリル形成および機械的性質に影響を与えます。生化学的アッセイでは、このペプチドはリシルヒドロキシラーゼ活性の動態学的および機構的研究における標準的な基質として用いられ、酵素特異性や阻害剤効果の解析に利用されます。
生理学的および細胞内の文脈
残基98–110はコラーゲンI型α鎖に由来し、小胞体内でのプロコラーゲンの生合成および折りたたみ過程において遭遇する配列モチーフを反映しています。生体内では、類似の配列は分子シャペロンおよび修飾酵素と相互作用するより大きな三重らせんドメインの一部を形成しています。短い断片として、このペプチドは完全な三重らせんの構造模倣体としてではなく、主に酵素-基質相互作用のプローブとして有用です。無細胞アッセイにおいては、リシルヒドロキシラーゼの作用に対する局所的な配列環境のモデルとなります。細胞内の文脈では、全長のプロコラーゲンポリペプチドとその三重らせんへの集合が生理的処理を決定します。
識別子および別名
登録番号およびコード
- CAS番号: 33-12-7（提供された登録識別子）
- InChIKey: LZCXUJHSTWYBEA-FUYNMKNISA-N
- InChI: InChI=1S/C57H91N19O16/c1-4-5-14-38(70-45(80)26-67-51(86)39-22-35(78)25-64-39)53(88)74-36(15-9-10-17-58)49(84)65-28-47(82)72-41(21-34-24-62-31-69-34)55(90)75-37(16-11-18-63-57(60)61)50(85)66-27-46(81)71-40(20-33-12-7-6-8-13-33)54(89)76-43(30-77)52(87)68-29-48(83)92-56(91)42(19-32(2)3)73-44(79)23-59/h6-8,12-13,24,31-32,34-43,64,77-78H,4-5,9-11,14-23,25-30,58-59H2,1-3H3,(H,65,84)(H,66,85)(H,67,86)(H,68,87)(H,70,80)(H,71,81)(H,72,82)(H,73,79)(H,74,88)(H,75,90)(H,76,89)(H4,60,61,63)/t34?,35-,36+,37+,38+,39+,40+,41+,42+,43+/m1/s1/i10T,17T/t10?,17?,34?,35-,36+,37+,38+,39+,40+,41+,42+,43+
- SMILES: [3H]C(CCC@@HNC(=O)C@HNC(=O)CNC(=O)[C@@H]3CC@HO)C([3H])N
（上記識別子は、本物質に関して報告されているものをそのまま記載しています。）
別名および生物学的名称
- コラーゲンI型、α鎖（98-110）
- Gly-Leu-Hyp-Gly-Nle-Lys-Gly-His-Arg-Gly-Phe-Ser-Gly
- Collagen I, alpha chain (98-110)
- Gly-leu-hyp-gly-nle-lys-gly-his-arg-gly-phe-ser-gly
- RefChem:918925
これらの名称および配列記述子は、生物学的・生化学的文脈において同一のペプチド断片およびその一般的な略記配列表現を示すために相互に使用されます。
安全性および取扱い概要
生化学試料の取扱いおよび保管
本ペプチドは非揮発性の水溶性生化学試薬です。ペプチドおよび合成生化学基質の一般的な安全取扱い原則に従ってください：適切な個人用保護具（手袋、実験用コート、眼の保護具）を使用し、粉末の吸入および粘膜との接触を避けてください。凍結乾燥試料の取扱い時には粉塵の発生を抑制してください。乾燥状態で湿気およびプロテアーゼ汚染から保護して保管してください。多くの実験室では合成ペプチドを凍結乾燥状態で低温保存し、使用直前に再構成して分解や凍結融解サイクルを最小化しています。放射性標識変異体（例：三重水素標識物質）の場合は、施設の放射線安全手順および保管・取扱い・廃棄に関する地域規制に従ってください。詳細な危険情報、輸送および規制に関しては、製品固有の安全データシート（SDS）および地域の法令を参照してください。
