디하이드로아미노산
1. 개요
디하이드로아미노산은 아미노산의 유도체로, 일반적으로 디하이드로알라닌이 대표적이며 단백질과 펩타이드의 잔기로 존재한다. 세린, 트레오닌, 시스테인 등으로부터 탈수 반응 또는 황화 수소 제거 반응을 통해 생성된다. 일반적인 아미노산과 달리 친핵체에 대해 반응성이 있으며, 시스테인, 리신 등과 반응하여 공유 결합을 형성한다. 디하이드로글리신은 탄소-탄소 이중 결합이 없는 특이한 형태이며, 글리옥실산의 이민 형태이거나 티로신의 라디칼 유도 분해에 의해 생성된다. 또한, N-아실화 유도체는 비대칭적 수소화 반응을 위한 프로카이랄 기질로 사용되며, L-도파 합성에 활용된다.
| 이름 | 디하이드로아미노산 |
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| 약칭 | Dha |
| 기본 구조 | α,β-불포화 아미노산 |
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| 특징 | α-탄소와 β-탄소 사이에 이중 결합을 가지고 있음. 단백질과 펩타이드에서 발견되는 비표준 아미노산 |
| 반응성 | 마이클 부가 반응에 참여 가능 다양한 친핵체와 반응하여 새로운 아미노산 유도체 형성 가능 |
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| 활용 | 펩타이드 및 단백질의 화학적 변형에 사용 약물 개발 및 생체 활성 분자 합성 |
| 주요 종류 | 디하이드로알라닌 (Dha) 디하이드로페닐알라닌 (Dhp) 디하이드로류신 |
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| 합성 방법 | 세린 또는 트레오닌 유도체의 제거 반응 아미노산의 탈수소화 반응 |
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| 역할 | 특정 펩타이드 항생 물질의 구성 성분 단백질의 구조적 및 기능적 다양성에 기여 |
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| 참고 자료 | Bogart, Jonathan W.; Bowers, Albert A. (2019). "Dehydroamino Acids: Chemical Multi-Tools for Late-Stage Diversification". Organic & Biomolecular Chemistry. 17 (15): 3653–3669. doi:10.1039/c8ob03155j |
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2. 예
일반적인 디하이드로아미노산의 예로는 디하이드로알라닌과 디하이드로뷰티린 등이 있다. 디하이드로알라닌 잔기는 주로 단백질이나 펩타이드 내에서 세린의 탈수 반응 또는 시스테인으로부터 황화 수소(H2S) 제거를 통해 생성된다. 디하이드로뷰티린은 트레오닌의 탈수 반응으로 만들어진다. 이러한 디하이드로아미노산 잔기는 일반 아미노산 잔기와 달리 친핵체와 반응하여 공유 결합성 가교를 형성하기도 한다.
특이한 예로는 탄소-탄소 이중 결합 대신 이민 구조를 가지는 디하이드로글리신이 있다. 이는 티로신의 라디칼 유도 분해 과정에서 생성된다.
2.1. 디하이드로알라닌
디하이드로알라닌은 일반적인 디하이드로아미노산 중 하나이며, 주로 단백질이나 펩타이드 내의 잔기 형태로만 존재한다. 이 잔기는 세린을 포함하는 단백질이나 펩타이드에서 물 분자가 빠져나가는 탈수 반응을 통해 생성되거나, 시스테인 잔기에서 황화 수소(H2S)가 제거되면서 만들어진다.
일반적인 아미노산 잔기들은 친핵체에 대해 반응성이 낮지만, 디하이드로알라닌 잔기는 예외적으로 반응성이 있다. 예를 들어, 시스테인이나 리신과 같은 친핵성 아미노산 잔기와 반응하여 공유 결합성 가교를 형성할 수 있다.
2.2. 디하이드로뷰티린
데히드로부티린은 디하이드로아미노산의 한 종류이다. 아미노산인 트레오닌의 탈수 반응을 통해 생성된다.
2.3. 디하이드로글리신
디하이드로글리신(Dehydroglycine, DHG)은 다른 디하이드로아미노산과는 달리 탄소-탄소 이중 결합을 포함하지 않는 특이한 경우이다. 대신 글리옥실산의 이민 형태를 띤다. 디하이드로글리신은 티로신이 라디칼 유도 분해되는 과정에서 생성된다.
3. ''N''-아실화 유도체
디하이드로아미노산 자체는 아미노-알켄 작용기를 가지지 않지만, 이에 해당하는 N-아실화 유도체는 알려져 있다. N-아실아미노 아크릴레이트라고도 불리는 이 유도체들은 비대칭적 수소화 반응을 위한 프로키랄 기질로 사용된다.