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非天然型アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの創製とそのDDSキャリアとしての応用

Research Project

Project/Area Number 15J05945
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Drug development chemistry
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

加藤 巧馬  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords膜透過性ペプチド / ドラッグデリバリーシステム / 非天然型アミノ酸
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに、五員環側鎖上に塩基性官能基を1つ有するジ置換アミノ酸と、アルギニンの9量体(R9)をモデルペプチドとしたこれらのジ置換アミノ酸を含有するペプチドを作成している。
本年度は、酵素に対するジ置換アミノ酸含有ペプチドの安定性の検討と、正常細胞に対する遺伝子導入が可能であるか検討を行い、合成したジ置換アミノ酸含有ペプチドの有用性を評価した。ペプチド安定性評価の結果、R9が加水分解酵素との接触により速やかに分解されることに対して、ジ置換アミノ酸を含有するペプチドは長時間の酵素への曝露に対しても安定であった。長時間の細胞との接触における高い細胞膜透過性や遺伝子導入効率は、血清や細胞中の酵素に対する安定性によるものであると考えられる。また、正常細胞としてBV-2細胞を用いて遺伝子導入効率を評価したところ、市販の遺伝子導入試薬と同等レベルの遺伝子導入が可能であった。
ここまでの研究成果を基に、新たなジ置換アミノ酸として環状側鎖に塩基性官能基を2つ有する五員環状ジ置換アミノ酸を新たに合成した。また、このジ置換アミノ酸への変更による膜透過性への影響を調べるため、モデルペプチドは引き続きR9とし、この新規アミノ酸を含有する膜透過性ペプチドを作成した。L-(+)-酒石酸ジメチルを出発原料として、14工程を経て五員環状の側鎖に二つのアミノ基を有する新規ジ置換アミノ酸を合成し、合成したジ置換アミノ酸を用いてペプチド固相合成を行うことで、目的とする新規ジ置換アミノ酸含有ペプチドを合成した。
今後、ジ置換アミノ酸の側鎖をグアニジノ基へと変換した誘導体の合成、作成したペプチドの二次構造解析、細胞膜透過性評価、DDSキャリアへの応用などの実験を行うことでデータ集め、これまでの結果と合わせて解析することで、今後の新たな膜透過性ペプチドの開発に有用なデータが得られるのではないかと期待している。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Plasmid DNA delivery by arginine-rich cell-penetrating peptides containing unnatural amino acids2016

    • Author(s)
      T. Kato, H. Yamashita, T. Misawa, K. Nishida, M. Kurihara, M. Tanaka, Y. Demizu, M. Oba
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      Volume: 24 Issue: 12 Pages: 2681-2687

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2016.04.031

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of a Cell-penetrating Peptide that Exhibits Responsive Changes in its Secondary Structure in the Cellular Environment2016

    • Author(s)
      H. Yamashita, T. Kato, M. Oba, T. Misawa, T. Hattori, N. Ohoka, M. Tanaka, M. Naito, M. Kurihara, Y. Demizu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 33003-33003

    • DOI

      10.1038/srep33003

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Cell-Penetrating Peptide with a Guanidinylethyl Amine Structure Directed to Gene Delivery2016

    • Author(s)
      M. Oba, T. Kato, K. Furukawa, M. Tanaka,
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 19913-19913

    • DOI

      10.1038/srep19913

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 塩基性官能基を有する五員環状ジ置換アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの機能評価2017

    • Author(s)
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2017-03-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 架橋部位を持つジ置換アミノ酸を含有するペプチドの細胞膜透過性の評価2017

    • Author(s)
      國武 正幸、加藤 巧馬、大庭 誠、上田 篤志、田中 正一
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Year and Date
      2017-03-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 親水性分子を細胞内導入を志向した膜透過生ペプチドの開発2017

    • Author(s)
      三澤 隆史、大岡 伸通、山下 博子、加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一、内藤 幹彦、出水 庸介、栗原 正明
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2017-03-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 塩基性官能基を有する非天然型アミノ酸を利用した細胞膜透過性ペプチドの開発と機能評価2016

    • Author(s)
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • Organizer
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • Year and Date
      2016-12-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Cell-Penetrating Peptide Foldamers Containing α,α-Disubstituted α-Amino Acids Directed to Plasmid DNA Delivery2016

    • Author(s)
      M. Oba, T. Kato, M. Tanaka
    • Organizer
      The 5th Symposium on Foldamers 2016
    • Place of Presentation
      IECB of University of Bordeaux (France)
    • Year and Date
      2016-09-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二次構造制御に着目した高膜透過性ペプチドの開発2016

    • Author(s)
      三澤 隆史、山下 博子、出水 庸介、服部 隆行、加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一、内藤 幹彦、栗原 正明
    • Organizer
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      もてなしドーム地下イベント広場(石川県)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of Cell-Penetrating Peptides Using Five-Membered Ring Disubstituted Amino Acids Having an Amino or Guanidino Group2016

    • Author(s)
      T. Kato, M. Oba, M. Tanaka
    • Organizer
      The 34th European Peptide Symposium and the 8th International Peptide Symposium
    • Place of Presentation
      Leipzig University (Germany)
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 塩基性官能基を有する五員環状ジ置換アミノ酸を利用した細胞膜透過性ペプチドの開発と評価2016

    • Author(s)
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • Organizer
      第48回若手ペプチド夏の勉強会
    • Place of Presentation
      大学セミナーハウス(東京都)
    • Year and Date
      2016-07-31
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] カチオン性非天然型アミノ酸を利用した細胞膜透過性ペプチドの開発2016

    • Author(s)
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • Organizer
      第32回日本DDS学会
    • Place of Presentation
      グランシップ(静岡県)
    • Year and Date
      2016-06-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 塩基性官能基を有する五員環状ジ置換アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの開発2016

    • Author(s)
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境応答型二次構造変化を利用した細胞膜高透過性ペプチドの開発2016

    • Author(s)
      山下 博子、出水 庸介、加藤 巧馬、大岡 伸通、三澤 隆史、服部 隆行、田中 正一、内藤 幹彦、大庭 誠、栗原 正明
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘリカルプロモーター導入によるオリゴアルギニンの構造制御と膜透過能への効果2016

    • Author(s)
      三澤 隆史、山下 博子、加藤 巧馬、服部 隆行、大庭 誠、田中 正一、内藤 幹彦、出水 庸介、栗原 正明
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Gene delivery using a cell-penetrating peptide with a guanidinylethyl amine structure2016

    • Author(s)
      大庭 誠、加藤 巧馬、田中 正一
    • Organizer
      第8回武田科学振興財団薬科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      武田薬品研修所(大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2016-01-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 環状ジ置換アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの開発2016

    • Author(s)
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一
    • Organizer
      第26回万有福岡シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 環状ジ置換アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの開発とその機能評価2016

    • Author(s)
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • Organizer
      第28回若手研究者のためのセミナー
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Evaluation of cell-penetrating helical peptides having five-membered ring disubstituted amino acids2015

    • Author(s)
      Takuma Kato, Makoto Oba, Masakazu Tanaka
    • Organizer
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Place of Presentation
      Honolulu (United States of America)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of cell-penetrating peptides using five-membered disubstituted amino acids having a guanidino group2015

    • Author(s)
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一
    • Organizer
      第52回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      平塚市中央公民館(神奈川県・平塚市)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Cell-penetrating ability and plasmid DNA delivery using fluorescein-labeled arginine-rich peptides2015

    • Author(s)
      Makoto Oba, Kaori Furukawa, Takuma Kato, Yosuke Demizu, Hiroko Yamashita, Masaaki Kurihara, Masakazu Tanaka
    • Organizer
      11th Australian Peptide Conference 2015
    • Place of Presentation
      Kingscliff (Commonwealth of Australia)
    • Year and Date
      2015-08-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アルギニン含有ペプチドの細胞膜透過性とpDNA デリバリーに関する研究2015

    • Author(s)
      大庭 誠、古川 かほり、加藤 巧馬、山下 博子、出水 庸介、栗原 正明、田中 正一
    • Organizer
      第31回日本DDS学会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2015-07-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] グアニジニルエチルアミン構造を側鎖に有する非天然型アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの開発2015

    • Author(s)
      大庭 誠、古川 かほり、加藤 巧馬、田中 正一
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第10回年会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2015-06-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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