(57)【要約】  本発明は、イオウ原子を同位体標識したシステイン及びシステイン誘導体の合成方法に関する。本発明はまた、当該合成方法に使用するためのキットに関する。本発明により、イオウ原子を同位体標識したシステイン及びシステイン誘導体を簡便かつ効率よく合成することが可能になる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオウ原子を同位体標識したシステインの合成方法であって、システインシンターゼ（ＥＣ：２．５．１．４７）の存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びイオウ原子について同位体標識された基質を反応させる工程を含み、ここで当該イオウ原子について同位体標識された基質は硫化水素ナトリウム（ＮａＨＳ）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、又は硫化水素（Ｈ２Ｓ）であり、そしてここで当該イオウ原子の同位体標識は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される、前記方法。
【請求項２】
Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンを、以下の工程：セリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＥＣ：２．３．１．３０）の存在下で、窒素および／または炭素原子について同位体標識されたセリンを反応させる；により得ることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
システインシンターゼが、システインシンターゼＡ（ＣｙｓＫ）又はシステインシンターゼＢ（ＣｙｓＭ）である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
システインシンターゼＡが、サルモネラ属に属する微生物由来である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
システインシンターゼが、ヒスチジンタグを含む組換えタンパク質である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
イオウ原子を同位体標識したシスチンの合成方法であって、請求項１又は２に記載の方法にしたがってイオウ原子を同位体標識したシステインを合成し、当該システインを酸化剤の存在下で酸化することによりシスチンを得る工程を含む、前記方法。
【請求項７】
酸化剤がヨウ素（Ｉ２）である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
システイン誘導体の合成方法であって、
（ｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したスルホシステインであり、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌセリン及び亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３）を反応させる工程を含み、ここでイオウ原子は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される；
（ｉｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したＳ−スルホシステインであり、システインシンターゼＢの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）を反応させる工程を含み、ここでイオウ原子は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される；
（ｉｉｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したシステインパースルフィドであり、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及び二硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２）を反応させる工程を含み、ここでイオウ原子は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される；
（ｉｖ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したシステインパースルフィドであり、（ａ）システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びイオウ原子について同位体標識された基質を反応させてイオウ原子を同位体標識したシステインを得る工程、ここで当該イオウ原子について同位体標識された基質は硫化水素ナトリウム（ＮａＨＳ）、又は硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）であり、そしてここで当該イオウ原子の同位体標識は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される、および（ｂ）工程（ａ）で得たイオウ原子を同位体標識したシステインと、二硫化ナトリウムを反応させる工程、を含む；
または
（ｖ）システイン誘導体が、セレノシステインであり、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びセレン化ナトリウム（Ｎａ２Ｓｅ）を反応させる工程を含む；
前記方法。
【請求項９】
Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンを、セリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＥＣ：２．３．１．３０）の存在下で、窒素および／または炭素原子について同位体標識されたセリンを反応させる；により得ることをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
システインシンターゼが、システインシンターゼＡ（ＣｙｓＫ）又はシステインシンターゼＢ（ＣｙｓＭ）である、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
システインシンターゼＡが、サルモネラ属に属する微生物由来である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
システインシンターゼが、ヒスチジンタグを含む組換えタンパク質である、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
イオウ原子を同位体標識したシステインもしくはシスチン、またはシステイン誘導体を合成するためのキットであって、
システインシンターゼ；及び
イオウ原子について同位体標識された硫化水素ナトリウム（ＮａＨＳ）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３）、チオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）、及び二硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２）からなる群より選択される少なくとも一つのイオウを含む基質、ここで当該イオウ原子の同位体標識は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される、またはセレン化ナトリウム（Ｎａ２Ｓｅ）；
を含む、前記キット。
【請求項１４】
システイン誘導体の合成方法であって、
（ｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したシスチンポリスルフィドであり、（ａ）請求項１または２に記載の方法にしたがってイオウ原子を同位体標識したシステインを合成する工程、（ｂ）工程（ａ）で得たイオウ原子を同位体標識したシステインを酸化剤と反応させる工程、および（ｃ）さらに硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）を添加して反応させる工程、を含む；または
（ｉｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したＮ−アセチルシステインであり、（ａ）請求項１または２に記載の方法にしたがってイオウ原子を同位体標識したシステインを合成する工程、および（ｂ）工程（ａ）で得たイオウ原子を同位体標識したシステインをアセチル化剤と反応させる工程、を含む；
前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオウ原子を同位体標識したシステイン及びシステイン誘導体の合成方法に関する。本発明はまた、当該合成方法に使用するためのキットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の質量分析技術の発展により、プロテオミクスやメタボロミクスなどの分析が盛んに行われている。質量分析による精密定量には安定同位体標識された化合物を内部標準として用いることが必要である。しかしながら、炭素原子や窒素原子の安定同位体は市販品が多種多様に存在する一方、イオウ原子の安定同位体は特注品を除きほとんど市販されていない。【０００３】
イオウ原子を同位体標識したアミノ酸の合成方法としてこれまでに知られている手法は、有機化学合成又は生合成によるものであった。有機化学合成によってイオウ原子を同位体標識したアミノ酸を合成する場合は、多段階の煩雑な工程を経る必要があり（非特許文献１）、収率についても０．０１％程度といった低いものであった。生合成による手法は、大腸菌等の微生物を、同位体標識されたイオウを含む基質を唯一のイオウ源として含む培地で培養し、当該微生物が産生したシステイン又はメチオニンを回収するという手法である（非特許文献２）。生合成による手法によって得られるイオウ原子が同位体標識されたシステインの収率は１０％程度であり、十分に高い収率とはいえない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】増田  裕一、他、“アミロイドβの毒性に関わるメチオニンラジカルの硫黄３３固体ＮＭＲによる研究”、[online]、平成２６年５月２６日、科学研究費助成事業データベース［平成２８年４月２８日検索］，インターネット（URL: https://kaken.nii.ac.jp/ja/file/KAKENHI-PROJECT-24780108/24780108seika.pdf)
【非特許文献２】Albahari, S. R. and Shakun-Todorovi, M. B., Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals, Vol. 14, Issue 5, p.727-733, 1978
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、質量分析による精密定量を行うにあたっては安定同位体標識された化合物が必要である。このため、効率よく、高い収量でイオウ原子を同位体標識したシステイン及びシステイン誘導体を得る手法の確立が求められていた。【０００６】
本発明は、効率よくイオウ原子を同位体標識したシステイン及びシステイン誘導体を合成する方法および当該方法に使用するキットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上に鑑み、本件の発明者らは、システインシンターゼに着目し、研究を開始した。鋭意検討の結果、システインシンターゼを用いる酵素反応により、イオウ原子を同位体標識したシステインおよびシステイン誘導体を効率よく合成できることを見出した。当該知見に基づいて、本発明は完成された。【０００８】
すなわち、一態様において、本発明は以下の通りであってよい。【０００９】
［１］イオウ原子を同位体標識したシステインの合成方法であって、システインシンターゼ（ＥＣ：２．５．１．４７）の存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びイオウ原子について同位体標識された基質を反応させる工程を含み、ここで当該イオウ原子について同位体標識された基質は硫化水素ナトリウム（ＮａＨＳ）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、又は硫化水素（Ｈ２Ｓ）であり、そしてここで当該イオウ原子の同位体標識は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される、前記方法。【００１０】
［２］Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンを、以下の工程：セリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＥＣ：２．３．１．３０）の存在下で、窒素および／または炭素原子について同位体標識されたセリンを反応させる；により得ることをさらに含む、上記［１］に記載の方法。【００１１】
［３］システインシンターゼが、システインシンターゼＡ（ＣｙｓＫ）又はシステインシンターゼＢ（ＣｙｓＭ）である、上記［１］又は［２］に記載の方法。【００１２】
［４］システインシンターゼＡが、サルモネラ属に属する微生物由来である、上記［３］に記載の方法。【００１３】
［５］システインシンターゼが、ヒスチジンタグを含む組換えタンパク質である、上記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の方法。【００１４】
［６］イオウ原子を同位体標識したシスチンの合成方法であって、上記［１］又は［２］に記載の方法にしたがってイオウ原子を同位体標識したシステインを合成し、当該システインを酸化剤の存在下で酸化することによりシスチンを得る工程を含む、前記方法。【００１５】
［７］酸化剤がヨウ素（Ｉ２）である、上記［６］に記載の方法。【００１６】
［８］システイン誘導体の合成方法であって、
（ｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したスルホシステインであり、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌセリン及び亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３）を反応させる工程を含み、ここでイオウ原子は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される；
（ｉｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したＳ−スルホシステインであり、システインシンターゼＢの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）を反応させる工程を含み、ここでイオウ原子は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される；
（ｉｉｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したシステインパースルフィドであり、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及び二硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２）を反応させる工程を含み、ここでイオウ原子は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される；
（ｉｖ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したシステインパースルフィドであり、（ａ）システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びイオウ原子について同位体標識された基質を反応させてイオウ原子を同位体標識したシステインを得る工程、ここで当該イオウ原子について同位体標識された基質は硫化水素ナトリウム（ＮａＨＳ）、又は硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）であり、そしてここで当該イオウ原子の同位体標識は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される、および（ｂ）工程（ａ）で得たイオウ原子を同位体標識したシステインと、二硫化ナトリウムを反応させる工程、を含む；または
（ｖ）システイン誘導体が、セレノシステインであり、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びセレン化ナトリウム（Ｎａ２Ｓｅ）を反応させる工程を含む；
前記方法。【００１７】
［９］Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンを、セリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＥＣ：２．３．１．３０）の存在下で、窒素および／または炭素原子について同位体標識されたセリンを反応させる；により得ることをさらに含む、上記［８］に記載の方法。【００１８】
［１０］システインシンターゼが、システインシンターゼＡ（ＣｙｓＫ）又はシステインシンターゼＢ（ＣｙｓＭ）である、上記［８］又は［９］に記載の方法。【００１９】
［１１］システインシンターゼＡが、サルモネラ属に属する微生物由来である、上記［１０］に記載の方法。【００２０】
［１２］システインシンターゼが、ヒスチジンタグを含む組換えタンパク質である、上記［８］〜［１１］のいずれか１項に記載の方法。【００２１】
［１３］イオウ原子を同位体標識したシステインもしくはシスチン、またはシステイン誘導体を合成するためのキットであって、
システインシンターゼ；及び
イオウ原子について同位体標識された硫化水素ナトリウム（ＮａＨＳ）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３）、チオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）、及び二硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２）からなる群より選択される少なくとも一つのイオウを含む基質、ここで当該イオウ原子の同位体標識は、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される、またはセレン化ナトリウム（Ｎａ２Ｓｅ）；
を含む、前記キット。【００２２】
［１４］システイン誘導体の合成方法であって、
（ｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したシスチンポリスルフィドであり、（ａ）上記［１］または［２］に記載の方法にしたがってイオウ原子を同位体標識したシステインを合成する工程、（ｂ）工程（ａ）で得たイオウ原子を同位体標識したシステインを酸化剤と反応させる工程、および（ｃ）さらに硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）を添加して反応させる工程、を含む；または
（ｉｉ）システイン誘導体が、イオウ原子を同位体標識したＮ−アセチルシステインであり、（ａ）上記［１］または［２］に記載の方法にしたがってイオウ原子を同位体標識したシステインを合成する工程、および（ｂ）工程（ａ）で得たイオウ原子を同位体標識したシステインをアセチル化剤と反応させる工程、を含む；
前記方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、イオウ原子を同位体標識したシステイン及びシステイン誘導体を少ない工程かつ高収率で合成できる点で有用である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本明細書で特段に定義されない限り、本発明に関連して用いられる科学用語及び技術用語は、当業者によって一般に理解される意味を有するものとする。
【００２５】
酵素
（１）システインシンターゼ
システインシンターゼ（ＥＣ：２．５．１．４７）は、生体内においてはシステインの生合成に関わる酵素であり、以下の化学反応：
【化１】
2017188355.tif 000002
を触媒する酵素である。すなわち、この酵素はＯ３−アセチル−Ｌ−セリンと硫化水素等を基質として、Ｌ−システインと酢酸を生成する。システイントランスフェラーゼは、トランスフェラーゼのファミリーに属しており、硫化水素等の硫黄源に対する基質特異性の差に基づき、システインシンターゼＡ（ＣｙｓＫ）及びシステインシンターゼＢ（ＣｙｓＭ）の２つの型が存在する。
【００２６】
本発明に用いるシステインシンターゼは、上記の反応を触媒する酵素であれば、特に限定されない。好ましくはシステインシンターゼＡ又はシステインシンターゼＢであり、さらに好ましくはシステインシンターゼＡである。システインシンターゼの由来は特に限定されないが、例えば大腸菌やサルモネラ属などのグラム陰性菌、またスタフィロコッカス属やストレプトコッカス属などのグラム陽性菌由来のものが挙げられる。好ましくは、ネズミチフス菌（Salmonella enterica serover Typhimurium）由来のシステインシンターゼＡである。
【００２７】
本発明に用いるシステインシンターゼは、微生物より抽出したものを用いてもよく、または遺伝子組換えにより調製したものであってもよい。遺伝子組換えにより調製したシステインシンターゼを用いる場合、ヒスチジンタグ（６〜１１個の連続するヒスチジン残基からなるタグ）等で修飾されたものを用いてもよい。ヒスチジンタグは、ニッケル等の金属イオンへ高い親和性を有しているため、ヒスチジンタグで修飾された組換えタンパク質をニッケル等の金属を固定化した樹脂に担持させることができる。ヒスチジンタグを含むシステインシンターゼをニッケル等の金属を固定化した樹脂に担持させることにより、反応系から酵素を容易に回収することができるため、生成物との分離が容易であり、回収した酵素を再利用することも可能となる。この点において、ヒスチジンタグを含む組換えシステインシンターゼを用いることは好都合である。
【００２８】
システインシンターゼＡ（ＣｙｓＫ）を用いる場合、ＣｙｓＫの酵素活性には補酵素であるピリドキサールリン酸（ＰＬＰ）が必要であることが知られている。ＣｙｓＫを組換え大腸菌から生成した場合、ＰＬＰはＣｙｓＫに結合した状態で精製される。したがって、本発明において、組換えシステインシンターゼＡを用いる場合は、必ずしも酵素反応の際にＰＬＰを反応系に加える必要はない。
【００２９】
（２）セリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ
セリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＥＣ：２．３．１．３０）は、Ｌ−セリンとアセチルＣｏＡを基質としてＯ−アセチル−Ｌ−セリンとＣｏＡを生成する反応を触媒する酵素であり、以下の化学反応：
【化２】
2017188355.tif 000003
を触媒する酵素である。
【００３０】
本発明に用いるセリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼは、上記の反応を触媒する酵素であれば特に限定されないが、例えば大腸菌やサルモネラ属などのグラム陰性菌、またスタフィロコッカス属やストレプトコッカス属などのグラム陽性菌由来のものが挙げられる。セリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼは、微生物より抽出したものを用いてもよく、また遺伝子組換えにより調製したものであってもよい。遺伝子組換えにより調製したセリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼを用いる場合、上記（１）システインシンターゼについて述べた理由から、ヒスチジンタグ（６〜１１個の連続するヒスチジン残基からなるタグ）等で修飾されたものを用いてもよい。
【００３１】
同位体標識
同位体とは、同一の原子番号を持つものの中性子数が異なる核種の関係をいう。本明細書において「同位体標識された」とは、ある化合物の特定の核種について、天然存在比が最も高い同位体以外の同位体に置換された状態を意味する。また、「同位体標識」は、ある化合物の特定の核種について、置換された天然存在比が最も高い同位体以外の同位体を意味する。同位体標識は、安定同位体であってもよく、放射性同位体であってもよい。ここで、放射性同位体は、崩壊により放射線を出す放射能を有するものであり、安定同位体は崩壊を起こさず安定な同位体である。
【００３２】
本発明においてイオウ原子について用いる同位体標識は、イオウの同位体である限り特に限定されないが、好ましくは、安定同位体３２Ｓ、安定同位体３４Ｓ、放射性同位体３３Ｓ及び放射性同位体３５Ｓからなる群より選択される。より好ましくは、本発明においてイオウ原子について用いる同位体標識は安定同位体３４Ｓである。
【００３３】
本発明においてセレン原子について用いる同位体標識は、セレンの同位体である限り特に限定されないが、好ましくは、安定同位体７８Ｓｅ、安定同位体７７Ｓｅ及び安定同位体７６Ｓｅからなる群より選択される。より好ましくはセレン原子について用いる同位体標識は安定同位体７８Ｓｅである。
【００３４】
システイン及びシステイン誘導体
システインは、天然アミノ酸の一種であり、特に明記しない限り、Ｌ−システインである。
【００３５】
本明細書においてイオウ原子を同位体標識したシステイン、とは、システインのメルカプト基（−ＳＨ）のイオウ原子が同位体標識されたシステインを意味する。
【００３６】
本明細書においてシステイン誘導体には、以下のものが含まれる：
（ｉ）シスチン（Ｃｙｓ−Ｓ−Ｓ−Ｃｙｓ）であって、当該分子内のイオウ原子の少なくとも１つが同位体標識されている化合物；
（ｉｉ）スルホシステイン（Ｃｙｓ−ＳＯ３Ｈ）、またはＳ−スルホシステイン（Ｃｙｓ−ＳＳＯ３Ｈ）であって、当該分子内のイオウ原子が同位体標識されている化合物；
（ｉｉｉ）システインパースルフィド（Ｃｙｓ−ＳＳＨ）であって、当該分子内のイオウ原子の少なくとも１つが同位体標識されている化合物；
（ｉｖ）セレノシステイン（Ｃｙｓ−ＳｅＨ）、ここでセレン原子は同位体標識されていなくてもよく、または同位体標識されていてもよい；
（ｖ）シスチンポリスルフィド（Ｃｙｓ−Ｓ−Ｓ（１−３）−Ｓ−Ｃｙｓ）であって、当該分子内のイオウ原子の少なくとも１つが同位体標識されている化合物；
（ｖｉ）Ｎ−アセチルシステインであって、当該分子内のイオウ原子が同位体標識されている化合物。
【００３７】
システインの合成方法
一態様において、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びイオウ原子について同位体標識された基質を反応させる工程を含む、イオウ原子を同位体標識したシステインの合成方法、を提供する。
【００３８】
イオウ原子について同位体標識された基質は、硫化水素ナトリウム（ＮａＨＳ）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、又は硫化ナトリウムにより派生されるものであってもよい硫化水素（Ｈ２Ｓ）である。イオウ原子の同位体標識の種類いついては、先に「同位体標識」の項目において記載したとおりである。
【００３９】
反応条件は、システインシンターゼの酵素活性が保持される条件であれば特に限定されない。例えば、２５〜３７℃、ｐＨ７〜８等が挙げられる。
【００４０】
シスチンの合成方法
一態様において、以下の工程：
（ｉ）システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン及びイオウ原子について同位体標識された基質を反応させる；
（ｉｉ）工程（ｉ）で得られたイオウ原子を同位体標識したシステインを酸化剤により酸化させることによりシスチンを得る；
を含む、イオウ原子を同位体標識したシスチンの合成方法を提供する。
【００４１】
シスチンは、３，３’−ジチオビス（２−アミノプロピオン酸）であり、２分子のシステインにおけるメルカプト基（−ＳＨ）がジスルフィド結合を形成することにより連結された構造を有する。本明細書において、シスチンを便宜上、Ｃｙｓ−Ｓ−Ｓ−Ｃｙｓと表記することがある。
【００４２】
上記工程（ｉ）は、上記「システインの合成方法」の項目において説明したとおりに行うことができる。
【００４３】
上記工程（ｉｉ）に用いる酸化剤は、メルカプト基を酸化することによりジスルフィド結合の形成を促進することができる試薬であれば特に限定されないが、例えばヨウ素（Ｉ２）、重金属、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）等を好適に使用できる。好ましい態様において、酸化剤はヨウ素である。
【００４４】
上記工程（ｉｉ）の反応条件は、ジスルフィド結合の形成に適した条件であれば、特に限定されないが、例えば、２５℃〜３７℃、ｐＨ７〜８などの条件が挙げられる。
【００４５】
スルホシステインの合成方法
一態様において、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンおよびイオウ原子について同位体標識された亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３）を反応させる工程を含む、イオウ原子を同位体標識したスルホシステインの合成方法、を提供する。イオウ原子の同位体標識の種類については、先に「同位体標識」の項目において記載したとおりである。
【００４６】
スルホシステインの構造は次式：Ｈ２Ｎ−ＣＨ（ＣＨ２−ＳＯ３Ｈ）−ＣＯＯＨ、で表すことができる。本明細書において、スルホシステインを便宜上、Ｃｙｓ−ＳＯ３Ｈと表記することがある。
【００４７】
反応条件は、システインシンターゼの酵素活性が保持される条件であれば特に限定されない。例えば、２５〜３７℃、ｐＨ７〜８等が挙げられる。
【００４８】
Ｓ−スルホシステインの合成方法
一態様において、システインシンターゼＢの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンおよびイオウ原子について同位体標識されたチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）を反応させる工程を含む、イオウ原子を同位体標識したＳ−スルホシステインの合成方法、を提供する。イオウ原子の同位体標識の種類については、先に「同位体標識」の項目において記載したとおりである。
【００４９】
Ｓ−スルホシステインの構造は次式：Ｈ２Ｎ−ＣＨ（ＣＨ２−ＳＳＯ３Ｈ）−ＣＯＯＨ、で表すことができる。本明細書において、Ｓ−スルホシステインを便宜上、Ｃｙｓ−ＳＳＯ３Ｈと表記することがある。
【００５０】
反応条件は、システインシンターゼＢの酵素活性が保持される条件であれば特に限定されない。例えば、２５〜３７℃、ｐＨ７〜８等が挙げられる。
【００５１】
システインパースルフィドの合成方法
一態様において、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンおよびイオウ原子について同位体標識された二硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２）を反応させる工程を含む、イオウ原子を同位体標識したシステインパースルフィドの合成方法、を提供する。イオウ原子の同位体標識の種類については、先に「同位体標識」の項目において記載したとおりである。
【００５２】
システインパースルフィドの構造は次式：Ｈ２Ｎ−ＣＨ（ＣＨ２−ＳＳＨ）−ＣＯＯＨ、で表すことができる。本明細書において、システインパースルフィドを便宜上、Ｃｙｓ−ＳＳＨと表記することがある。
【００５３】
反応条件は、システインシンターゼの酵素活性が保持される条件であれば特に限定されない。例えば、３０〜４２℃、ｐＨ７〜８等が挙げられる。
【００５４】
別の態様において、上記「システインの合成方法」の項目に記載した方法により得たイオウ原子を同位体標識したシステインと、二硫化ナトリウムを反応させる工程を含む、イオウ原子を同位体標識したシステインパースルフィドの合成方法を提供する。この場合は特に、システインのβ炭素に結合しているイオウ原子は同位体標識されているが、末端のＳＨ基は天然存在比が最も高い同位体であってもよい。イオウ原子を同位体標識したシステインと、二硫化ナトリウムを反応させる条件は、パースルフィドが形成される条件であれば特に限定されない。例えば、３０〜４２℃が挙げられる。
【００５５】
セレノシステインの合成方法
一態様において、システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンおよびセレン化ナトリウム（Ｎａ２Ｓｅ）を反応させる工程を含む、セレノシステインの合成方法、を提供する。セレン化ナトリウムは、同位体標識されていてもよく、同位体標識されていなくてもよい。セレン化ナトリウムが同位体標識されている場合、セレン原子が同位体標識されたセレノシステインが得られる。セレン原子の同位体標識の種類については、先に「同位体標識」の項目において記載したとおりである。
【００５６】
セレノシステインの構造は次式：Ｈ２Ｎ−ＣＨ（ＣＨ２−ＳｅＨ）−ＣＯＯＨ、で表すことができる。すなわち、セレノシステインは、システインのイオウ原子がセレンに置換された構造を有する。本明細書において、セレノシステインを便宜上、Ｃｙｓ−ＳｅＨと表記することがある。
【００５７】
反応条件は、システインシンターゼの酵素活性が保持される条件であれば特に限定されない。例えば、２５〜３７℃、ｐＨ７〜８等が挙げられる。
【００５８】
シスチンポリスルフィドの合成方法
一態様において、
（ｉ）システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンおよびイオウ原子について同位体標識された基質を反応させる；
（ｉｉ）工程（ｉ）で得たイオウ原子を同位体標識したシステインを酸化剤亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）と反応させる；
（ｉｉｉ）さらに硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）を添加して反応させることにより、シスチンポリスルフィドを得る；を含む、イオウ原子を同位体標識したシスチンポリスルフィドの合成方法を提供する。
【００５９】
シスチンポリスルフィドの構造は次式：ＨＮ２−ＣＨ（ＣＯＯＨ）−ＣＨ２−Ｓ−Ｓ（１−３）−Ｓ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＯＯＨ）−ＮＨ２、で表すことができる。本明細書においてシスチンポリスルフィドを便宜上、Ｃｙｓ−Ｓ−Ｓ（１−３）−Ｓ−Ｃｙｓと表記することがある。
【００６０】
上記工程（ｉ）は、上記「システインの合成方法」の項目において説明した通りに行うことができる。
【００６１】
上記工程（ｉｉ）に用いる酸化剤は、メルカプト基から水素原子を引き抜く反応を促進することができる試薬であれば特に限定されないが、例えば亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）、ヨウ素（Ｉ２）、金属塩（例えば、硫化鉄（II）（ＦｅＳＯ４）、塩化鉄（II）（ＦｅＣｌ２）、塩化マンガン（II）（ＭｎＣｌ２）、酢酸マンガン（III）（Ｍｎ（ＯＣＯＣＨ３）３、硫化銅（II）（ＣｕＳＯ４）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２））、金属を含む酵素（例えば、ヘミン、スーパーオキシドディスムターゼ（ＳＯＤ）、カタラーゼ、セイヨウワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ））等を好適に使用できる。好ましい態様において、酸化剤は亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）である。
【００６２】
上記工程（ｉｉｉ）に用いる硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）は、イオウ原子について同位体標識されたものであってもよく、イオウ原子について同位体標識されていないものであってもよい。
【００６３】
上記（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の反応条件は、ポリスルフィド結合の形成に適した条件であれば特に限定されないが、例えば、２５〜３７℃が挙げられる。
【００６４】
Ｎ−アセチルシステインの合成方法
一態様において、以下の工程：
（ｉ）システインシンターゼの存在下で、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンおよびイオウ原子について同位体標識された基質を反応させる；
（ｉｉ）工程（ｉ）で得たイオウ原子を同位体標識したシステインをアセチル化剤と反応させることにより、Ｎ−アセチルシステインを得る；
を含む、イオウ原子を同位体標識したＮ−アセチルシステインの合成方法を提供する。
【００６５】
Ｎ−アセチルシステインの構造は次式：ＣＨ３−ＣＯＮＨ−Ｃ（ＣＨ２−ＳＨ）−ＣＯＯＨで表すことができる。
【００６６】
上記工程（ｉ）は、上記「システインの合成方法」の項目において説明した通りに行うことができる。
【００６７】
上記工程（ｉｉ）に用いるアセチル化剤は、システインのアミノ基をアセチル化することができる試薬であれば特に限定されない。例えば、アセチルＣｏＡ、無水酢酸等を好適に使用できる。好ましい態様において、アセチル化剤はアセチルＣｏＡである。
【００６８】
上記工程（ｉｉ）の反応条件は、アセチル化反応に適した条件であれば特に限定されないが、例えば２５℃〜３７℃、ｐＨ７〜８などの条件が挙げられる。
【００６９】
窒素及び／又は炭素原子が同位体標識されているＯ−アセチル−Ｌ−セリンの提供
上記のシステイン、シスチン、スルホシステイン、Ｓ−スルホシステイン、システインパースルフィド、シスチンポリスルフィド、Ｎ−アセチルシステインまたはセレノシステインの合成方法において、窒素および／または炭素原子が同位体標識されているＯ−アセチル−Ｌ−セリンを、システインシンターゼによる反応に用いることにより、窒素および／または炭素ならびにイオウが同位体標識された（すなわち、窒素およびイオウが同位体標識された、炭素およびイオウが同位体標識された、窒素、炭素及びイオウが同位体標識された）システイン、シスチン、スルホシステイン、Ｓ−スルホシステイン、システインパースルフィド、シスチンポリスルフィド、Ｎ−アセチルシステインまたはセレノシステインを得ることができる。
【００７０】
この目的のため、別の態様において、上記の方法において、Ｏ−アセチル−Ｌ−セリンを、以下の工程：セリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼの存在下で、窒素および／または炭素原子について同位体標識されたセリンを反応させる；により得ることをさらに含む方法を提供する。窒素および／または炭素原子についての同位体標識は、それぞれ、安定同位体１５Ｎおよび／または１３Ｃであってよい。
【００７１】
システインおよびシステイン誘導体の回収および精製
上記の合成方法または上記の反応により得られた、イオウ原子が同位体標識されたシステインまたはシステイン誘導体、あるいは、窒素および／または炭素ならびにイオウが同位体標識されたシステインまたはシステイン誘導体は、クロマトグラフィーなど当業者に公知の手法により回収・精製することができる。
【００７２】
キット
一態様において、イオウ原子を同位体標識したシステインもしくはシスチン、又はシステイン誘導体を合成するためのキットを提供する。当該キットは、システインシンターゼ；及びイオウ原子について同位体標識された基質、又はセレン化ナトリウム（Ｎａ２Ｓｅ）（ここで、セレン化ナトリウムのセレン原子は同位体標識されていてもよく、されていなくてもよい）；を含む。
【００７３】
キットに含まれるシステインシンターゼは、先に「システインシンターゼ」の項目において記載したとおりである。
【００７４】
イオウ原子について同位体標識された基質は、合成目的の化合物の種類に応じて、イオウ原子について同位体標識された硫化水素ナトリウム（ＮａＨＳ）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３）、チオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）、及び二硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２）からなる群より選択される少なくとも一つの基質である。ここでイオウ原子の同位体標識の種類については、先に「同位体標識」の項目において記載したとおりである。
【００７５】
セレン原子を同位体標識する場合の種類については、先に「同位体標識」の項目において記載した通りである。
【実施例】
【００７６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【００７７】
実施例１：３４Ｓ標識システイン（Ｃｙｓ−３４ＳＨ）の合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、２０ｍＭ  Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン、２０ｍＭ  硫化水素ナトリウム（Ｎａ２３４Ｓ）となるように溶解した。この溶液に、参考例１の手法で調製したシステインシンターゼ（ＣｙｓＫ）  ０．０５ｍｇ／ｍｌを添加し、３７℃で１時間反応させた。【００７８】
システイン生成の確認を容易にする目的で、上記の反応後、反応液中にメタノール及び過剰量のモノブロモビマン（ＭＢＢ）を添加し、３７℃で１５分間インキュベートした。【００７９】
反応物を高速液体クロマトグラフィーにより分析した（カラム：YMC Triat C18 plus（4.6 mm×150 mm）(株式会社ワイエムシィ）；カラム温度：３５℃；インジェクション容量：１０μｌ；移動層：Ａ液／０．１％ギ酸、及びＢ液／アセトニトリル；グラジエント：５％Ｂ液（０分）−８０％Ｂ液（２２分）−８０％Ｂ液（２３分）−５％Ｂ液（２４分）−５％Ｂ液（３０分）；流速０．８ｍｌ／分）。溶出時間９〜１０分に目的の生成物（システイン−ビマン）のピークが確認できた。ピーク面積から、１５ｍＭの生成物が生じていることが確認された。２０ｍＭのＯ−アセチルセリン及び硫化水素ナトリウムを出発原料として用いたので、これは、反応収率７５％であることを意味する。【００８０】
また、この生成物について質量分析を行ったところ、システイン−ビマンの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：３１２．１のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：３１４．１のピークを検出した。このことは、生成物が、安定同位体３４Ｓで同位体標識された化合物であることを示している。【００８１】
実施例２：３４Ｓ標識シスチン（Ｃｙｓ−３４Ｓ−３４Ｓ−Ｃｙｓ）の合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、２０ｍＭ  Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン、２０ｍＭ  硫化水素ナトリウム（Ｎａ２３４Ｓ）となるように溶解した。この溶液に、参考例１の手法で調製したシステインシンターゼ（ＣｙｓＫ）  ０．０５ｍｇ／ｍｌを添加し、３７℃で１時間反応させた。【００８２】
上記の反応後、ヨウ素（Ｉ２）を４０ｍＭになるように反応液に添加し、３７℃で１０分間インキュベートした。【００８３】
反応物を高速液体クロマトグラフィーにより分析した（カラム：Intrada Amino Acid(100×3 mm)（インタクト株式会社）；カラム温度：３５℃；インジェクション容量：１０μｌ；移動層：Ａ液／アセトニトリル、及びＢ液／２０ｍＭ  ギ酸アンモニウム；グラジエント：１４％Ｂ液（０分）−１４％Ｂ液（３分）−１００％Ｂ液（２０分）−１４％Ｂ液（２０．５分）−１４％Ｂ液（３０分）；流速０．６ｍｌ／分)。溶出時間約１８分に、目的の生成物（シスチン）のピークが確認できた。反応収率はほぼ１００％であった。【００８４】
また、この生成物について質量分析を行ったところ、シスチンの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：２４０．９のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：２４４．９のピークを検出した。このことは、生成物が安定同位体３４Ｓで同位体標識された化合物であることを示している。【００８５】
実施例３：１５Ｎ標識・３４Ｓ標識システイン（[１５Ｎ]Ｃｙｓ−３４ＳＨ）の合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、１ｍＭ  １５Ｎ標識Ｌ−セリン、１ｍＭ  アセチルＣｏＡ、１ｍＭ  硫化水素ナトリウム（Ｎａ２３４Ｓ）となるように溶解した。この溶液に、参考例１の手法で調製したシステインシンターゼ（ＣｙｓＫ）  ０．０５ｍｇ／ｍｌと参考例２の手法で調製したセリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＣｙｓＥ）を添加し、３７℃で５分反応させた。システイン生成の確認を容易にする目的で、上記の反応後、反応液中にメタノール及び過剰量のモノブロモビマン（ＭＢＢ）を添加し、３７℃で１５分間インキュベートした。【００８６】
反応物を高速液体クロマトグラフィーにより分析した（カラム：YMC Triat C18 plus（4.6 mm×150 mm）(株式会社ワイエムシィ)；カラム温度：３５℃；インジェクション容量：１０μｌ；移動層：Ａ液／０．１％ギ酸、及びＢ液／アセトニトリル；グラジエント：５％Ｂ液（０分）−８０％Ｂ液（２２分）−８０％Ｂ液（２３分）−５％Ｂ液（２４分）−５％Ｂ液（３０分）；流速０．８ｍｌ／分）。溶出時間９〜１０分に目的の生成物（システイン−ビマン）のピークが確認できた。また、この生成物について質量分析を行ったところ、システイン−ビマンの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：３１２．１のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：３１５．１のピークを検出した。このことは、生成物が、安定同位体３４Ｓと１５Ｎで同位体標識された化合物であることを示している。【００８７】
実施例４：１５Ｎ標識・スルホシステイン（[１５Ｎ]Ｃｙｓ−ＳＯ３Ｈ）の合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、１ｍＭ  １５Ｎ標識Ｌ−セリン、１ｍＭ  アセチルＣｏＡ、１ｍＭ  亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３）となるように溶解した。この溶液に、参考例１の手法で調製したシステインシンターゼ（ＣｙｓＫ）  ０．０５ｍｇ／ｍｌと参考例２の手法で調製したセリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＣｙｓＥ）を添加し、３７℃で３０分反応させた。反応物を質量分析機により分析した（カラム：Imtakt Scherzo SS-C18（2.0 mm×150 mm）(インタクト株式会社)；カラム温度：４５℃；インジェクション容量：３μｌ；移動層：Ａ液／０．２％ギ酸、０．２％酢酸、及びＢ液／１００ｍＭ酢酸アンモニウム、５０％メタノール；グラジエント：０％Ｂ液（０分）−０％Ｂ液（１分）−２％Ｂ液（４分）−４５％Ｂ液（１５分）−０％Ｂ液（１５．１分）−０％Ｂ液（２０分）；流速０．３ｍｌ／分）；質量分析条件：プレカーサーイオン１６８、プロダクトイオン８１、フラグメンター電圧９０Ｖ、コリジョンエナジー２１、極性ネガティブ。溶出時間３〜４分に目的の生成物（スルホシステイン）のピークが確認できた。また、この生成物のスルホシステインの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：１６８のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：１６９のピークを検出した。このことは、生成物が、１５Ｎで同位体標識された化合物であることを示している。【００８８】
実施例５：１５Ｎ標識・Ｓ−スルホシステイン（[１５Ｎ]Ｃｙｓ−ＳＳＯ３Ｈ）の合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、１ｍＭ  １５Ｎ標識Ｌ−セリン、１ｍＭ  アセチルＣｏＡ、１ｍＭ  チオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）となるように溶解した。この溶液に、参考例１の手法で調製したシステインシンターゼ（ＣｙｓＭ）  ０．０５ｍｇ／ｍｌと参考例２の手法で調製したセリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＣｙｓＥ）を添加し、３７℃で３０分反応させた。反応物を質量分析機により分析した（カラム：Imtakt Scherzo SS-C18（2.0 mm×150 mm）(インタクト株式会社)；カラム温度：４５℃；インジェクション容量：３μｌ；移動層：Ａ液／０．２％ギ酸、０．２％酢酸、及びＢ液／１００ｍＭ酢酸アンモニウム、５０％メタノール；グラジエント：０％Ｂ液（０分）−０％Ｂ液（１分）−２％Ｂ液（４分）−４５％Ｂ液（１５分）−０％Ｂ液（１５．１分）−０％Ｂ液（２０分）；流速０．３ｍｌ／分）；質量分析条件：プレカーサーイオン２０１、プロダクトイオン１３６、フラグメンター電圧９０Ｖ、コリジョンエナジー９、極性ネガティブ。溶出時間４〜５分に目的の生成物（Ｓ−スルホシステイン）のピークが確認できた。また、この生成物についてＳ−スルホシステインの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：２００のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：２０１のピークを検出した。このことは、生成物が、１５Ｎで同位体標識された化合物であることを示している。【００８９】
実施例６：１５Ｎ標識・セレノシステイン（[１５Ｎ]Ｃｙｓ−ＳｅＨ）の合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、１ｍＭ  １５Ｎ標識Ｌ−セリン、１ｍＭ  アセチルＣｏＡ、１ｍＭ  セレン化ナトリウム（Ｎａ２Ｓｅ）となるように溶解した。この溶液に、参考例１の手法で調製したシステインシンターゼ（ＣｙｓＫ）  ０．０５ｍｇ／ｍｌと参考例２の手法で調製したセリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＣｙｓＥ）を添加し、３７℃で３０分反応させた。反応物を質量分析機により分析した（カラム：Imtakt Scherzo SS-C18（2.0 mm×150 mm）(インタクト株式会社)；カラム温度：４５℃；インジェクション容量：３μｌ；移動層：Ａ液／０．２％ギ酸、０．２％酢酸、及びＢ液／１００ｍＭ酢酸アンモニウム、５０％メタノール；グラジエント：０％Ｂ液（０分）−０％Ｂ液（１分）−２％Ｂ液（４分）−４５％Ｂ液（１５分）−０％Ｂ液（１５．１分）−０％Ｂ液（２０分）；流速０．３ｍｌ／分）；質量分析条件：プレカーサーイオン３３６．９、プロダクトイオン２４７．８、フラグメンター電圧９０Ｖ、コリジョンエナジー９、極性ポジティブ。なお、セレノシステインはほぼ全てが反応液中で酸化され、分子同士がジスルフィド結合で連結したセレノシスチン（Ｃｙｓ−Ｓｅ−Ｓｅ−Ｃｙｓ）を形成するため、セレノシスチンを検出した。溶出時間４〜５分に目的の産物の酸化体であるセレノシスチンのピークが確認できた。また、この生成物についてセレノシスチンの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：３３６．９のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：３３８．９のピークを検出した。このことは、生成物が、１５Ｎで同位体標識された化合物であることを示している。【００９０】
実施例７：３４Ｓ標識システインパースルフィド（Ｃｙｓ−３４ＳＳＨ）の合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、実施例１の手法で調製した０．１ｍＭ ３４Ｓ標識システインと０．１ｍＭ 二硫化ナトリウム（Ｎａ2Ｓ2）を混合し、３７℃で３０分反応させた。【００９１】
反応物を質量分析機により分析した（カラム：YMC Triat C18 plus（2.1 mm×150 mm）(株式会社ワイエムシィ)；カラム温度：４５℃；インジェクション容量：１μｌ；移動層：Ａ液／０．１％ギ酸、及びＢ液／アセトニトリル；０.２％Ｂ液イソクラティック；流速０．２ｍｌ／分）；質量分析条件：プレカーサーイオン１５３．９、プロダクトイオン７３．１、フラグメンター電圧５０Ｖ、コリジョンエナジー１０、極性ポジティブ。溶出時間３〜４分に目的の生成物（システインパースルフィド）のピークが確認できた。また、この生成物についてシステインパースルフィドの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：１５３．９のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：１５５．９のピークを検出した。このことは、生成物が、３４Ｓで同位体標識された化合物であることを示している。【００９２】
実施例８：３４Ｓ標識・スルホシステイン（Ｃｙｓ−３４ＳＯ３Ｈ）の合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、１ｍＭ  Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン、１ｍＭ  ３４Ｓ標識・亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２３４ＳＯ３）となるように溶解した。この溶液に、参考例１の手法で調製したシステインシンターゼ（ＣｙｓＫ）  ０．０５ｍｇ／ｍｌを添加し、３７℃で３０分反応させた。実施例４に記載したものと同じ条件で、反応物を質量分析機により分析した。溶出時間３〜４分に目的の生成物（スルホシステイン）のピークが確認できた。また、この生成物のスルホシステインの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：１６８のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：１７０のピークを検出した。このことは、生成物が、３４Ｓで同位体標識された化合物であることを示している。【００９３】
実施例９：３４Ｓ標識・Ｓ−スルホシステイン（Ｃｙｓ−Ｓ３４ＳＯ３Ｈ）の合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、１ｍＭ  Ｏ−アセチル−Ｌ−セリン、１ｍＭ  ３４Ｓ標識・チオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ３４ＳＯ３）となるように溶解した。この溶液に、参考例１の手法で調製したシステインシンターゼ（ＣｙｓＭ）  ０．０５ｍｇ／ｍｌを添加し、３７℃で３０分反応させた。実施例５に記載したものと同じ条件で、反応物を質量分析機により分析した。溶出時間４〜５分に目的の生成物（Ｓ−スルホシステイン）のピークが確認できた。また、この生成物についてＳ−スルホシステインの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：２００のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：２０２のピークを検出した。このことは、生成物が、３４Ｓ標識で同位体標識された化合物であることを示している。【００９４】
実施例１０：３４S標識・シスチンポリスルフィド（Ｃｙｓ３４Ｓ−３４Ｓ(１−３)−３４ＳＣｙｓ）の合成
５％ギ酸中、５ｍＭ  34Ｓ標識Ｌ−システイン、２５ｍＭ  亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ２）となるように溶解し、３７℃で１５分反応させた。この溶液に、６ｍＭ  Ｎａ２３４Ｓを添加し、さらに３７℃で１５分反応させた。反応物を質量分析機により分析した（カラム：YMC Triat C18 plus（2.1 mm×50 mm）(株式会社ワイエムシィ)；カラム温度：４５℃；インジェクション容量：３μｌ；移動層：Ａ液／０．１％ギ酸、及びＢ液／アセトニトリル；イソクラティック：０．２％Ｂ液；流速０．２ｍｌ／分；質量分析条件：ＭＳ２スキャン（ｍ／ｚ：２００−４００）、フラグメンター電圧９０Ｖ、極性ポジティブ。溶出時間２〜３分、４〜５分、１２〜１３分にそれぞれ目的の生成物（シスチンポリスルフィド：Ｃｙｓ３４Ｓ−３４Ｓ(１−３)−３４ＳＣｙｓ）のピークが確認できた。また、この生成物についてシスチンポリスルフィドの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：２７３．０、３０５．０、３３７．０のピークをそれぞれ検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：２７８．９、３１２．９、３４６．８のピークをそれぞれ検出した。このことは、生成物が、３４Ｓで同位体標識された化合物であることを示している。【００９５】
実施例１１：３４Ｓ標識  Ｎ-アセチルシステインの合成
１００ｍＭ  リン酸バッファー（ｐＨ７．６）中、５ｍＭ  34Ｓ標識Ｌ−システイン、５ｍＭ  アセチルＣｏＡ、となるように溶解し、３７℃で３０分反応させた。反応物を質量分析機により分析した（カラム：YMC Triat C18 plus（2.1 mm×50 mm）(株式会社ワイエムシィ)；カラム温度：４５℃；インジェクション容量：３μｌ；移動層：Ａ液／０．１％ギ酸、及びＢ液／アセトニトリル；グラジエント：０．２％Ｂ液（０分）−１０％Ｂ液（１０分）−０．２％Ｂ液（１０．１分）−０．２％Ｂ液（１５分）；流速０．２ｍｌ／分。質量分析条件：プレカーサーイオン１６６．２、プロダクトイオン９９．５、フラグメンター電圧５０Ｖ、コリジョンエナジー２１、極性ポジティブ。溶出時間２〜３分に目的の生成物（Ｎ-アセチルシステイン）のピークが確認できた。また、この生成物についてＮ-アセチルシステインの同位体標識されていない標品についてｍ／ｚ：１６４のピークを検出したのに対し、生成物はｍ／ｚ：１６６のピークを検出した。このことは、生成物が、３４Ｓで同位体標識された化合物であることを示している。【００９６】
参考例１：システインシンターゼ（ＣｙｓＫ、ＣｙｓＭ）の調製
ネズミチフス菌由来のヒスチジンタグ融合ＣｙｓＫおよびＣｙｓＭを発現する大腸菌をＬＢ培地にて３７℃で振盪培養した。大腸菌の濁度がＯＤ.６００＝０．５になってから０．５ｍＭ  ＩＰＴＧを添加し、さらに３０℃で２時間振盪培養した。大腸菌を遠心分離で回収し、リシスバッファー（５０ｍＭ  リン酸バッファー、３００ｍＭ  塩化ナトリウム、１０ｍＭ  イミダゾール  １ｍｇ／ｍｌ  リゾチーム、０．１μｇ／ｍｌ  ＤＮアーゼＩ  ｐＨ７．８）で再懸濁した。氷上で３０分静置後、超音波破砕機にて大腸菌を破砕し、遠心分離し、上清を回収した。上清をニッケル固相化アガロース充填カラムに通した後、洗浄バッファー（５０ｍＭ  リン酸バッファー、３００ｍＭ  塩化ナトリウム、２０ｍＭ  イミダゾール  ｐＨ７．８）にてカラムを２回洗浄した後、溶出バッファー（５０ｍＭ  リン酸バッファー、３００ｍＭ  塩化ナトリウム、３００ｍＭ  イミダゾール  ｐＨ７．８）でヒスチジンタグ融合ＣｙｓＫを溶出した。溶出したヒスチジンタグ融合ＣｙｓＫを５０ｍＭ  リン酸バッファー  ｐＨ７．８で平衡化した脱塩カラムに通し、得られた溶液をシステインシンターゼ（ＣｙｓＫ、ＣｙｓＭ）として使用した。【００９７】
参考例２：セリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＣｙｓＥ）の調製
ネズミチフス菌由来のヒスチジンタグ融合ＣｙｓＥを発現する大腸菌をＬＢ培地にて３７℃で振盪培養した。大腸菌の濁度がＯＤ.６００＝０．５になってから０．５ｍＭ  ＩＰＴＧを添加し、さらに３０℃で２時間振盪培養した。大腸菌を遠心分離で回収し、リシスバッファー（５０ｍＭ  リン酸バッファー、３００ｍＭ  塩化ナトリウム、１０ｍＭ  イミダゾール  １ｍｇ／ｍｌ  リゾチーム、０．１μｇ／ｍｌ  ＤＮアーゼＩ  ｐＨ７．８）で再懸濁した。氷上で３０分静置後、超音波破砕機にて大腸菌を破砕し、遠心分離し、上清を回収した。上清をニッケル固相化アガロース充填カラムに通した後、洗浄バッファー（５０ｍＭ  リン酸バッファー、３００ｍＭ  塩化ナトリウム、２０ｍＭ  イミダゾール  ｐＨ７．８）にてカラムを２回洗浄した後、溶出バッファー（５０ｍＭ  リン酸バッファー、３００ｍＭ  塩化ナトリウム、３００ｍＭ  イミダゾール  ｐＨ７．８）でヒスチジンタグ融合ＣｙｓＥを溶出した。溶出したヒスチジンタグ融合ＣｙｓＥを５０ｍＭ  リン酸バッファー  ｐＨ７．８で平衡化した脱塩カラムに通し、得られた溶液をセリン−Ｏ−アセチルトランスフェラーゼ（ＣｙｓＥ）として使用した。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明により、イオウ原子を同位体標識したシステイン及びシステイン誘導体を効率よく合成することができ、ひいては当該システインおよびシステイン誘導体を安定して供給することが可能となる点において有用である。
【国際調査報告】
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