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Metal-template-driven chemical modification of alpha- and beta-hydroxyl groups in amides

Research Project

Project/Area Number 19K07007
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

Nishikawa Yasuhiro  名城大学, 薬学部, 助教 (20633580)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords化学修飾 / アシル化 / ペプチド / 糖 / テンプレート効果 / ヒドロキシアミド / 位置選択的反応 / グリコシル化 / 糖ペプチド / 位置選択性 / b-ヒドロキシアミド / ポリオール
Outline of Research at the Start

複雑化合物への機能付与を目的とした選択的修飾法が注目を集めている。これを達成する一つの手段となる位置選択的反応は、複数存在する同一官能基の中から特定の部分だけを選択的に反応させる方法論であり、その開発が強く望まれている。本研究では、糖ペプチドに含まれる多数のヒドロキシ基の中から、ペプチドに含まれるSer/Thr残基に由来するヒドロキシ基のみを選択的に修飾する手法、ならびに多くの無保護ヒドロキシ基を有する糖存在下でペプチドをグリコシル化する手法の開発を目指し、生理活性ペプチドやオリゴ糖合成および機能変換のための制御予測が可能な優れたツールを提供する。

Outline of Final Research Achievements

We developed site-selective modification reactions of α- and β-hydroxyamide in polyols. Central to the success of this modification is the metal-template-driven acylation using pyridine oxime esters as acylating reagents in combination with Lewis acids. The established method for β-hydroxyamide was applied to site-selective modification of a Ser residue in a model glycopeptide. High site-selectivity in this reaction was verified by LCMS analysis of the reaction mixture followed by 2D NMR analysis. Toward a site-selective modification of polysaccharides, our method was further examined in site-selective acylation of disaccharide containing N-glycolylneuraminic acid. Acylation of the α-hydroxyl group in the N-glycolyl moiety in the presence of eight hydroxyl groups proceeded in highly selective manner.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、新たな生理活性物質の創製研究において、複雑化合物への機能付与を目的とした選択的修飾法が注目を集めている。しかし、有機合成的手法で、複数存在する同一官能基の中から特定の部分のみを選択的に反応させることは困難を極める。本研究課題では、糖やペプチドに含まれる、α-ヒドロキシアミドおよびβ-ヒドロキシアミドを認識し、その他ヒドロキシ基と区別してアシル化するための汎用的手法を開発した。このような選択的反応開発は生体高分子のみならず、生物活性中分子や低分子の修飾や合成手法としても活用が見込まれ、創薬研究を推進することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Site-Selective Acylations of α- and β-Hydroxyamides in Complex Molecules: Application of Template-Driven Acylation to Disaccharides and a Glycopeptide2021

    • Author(s)
      Nishikawa Yasuhiro、Toda Shione、Matsui Takami、Takada Hanae、Takemoto Kohei、Hara Osamu
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 23 Issue: 7 Pages: 2715-2719

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.1c00612

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Site-selective and Stereoselective Syntheses Controlled by the Electron-withdrawing Properties of Cationic Heterocycles2020

    • Author(s)
      Nishikawa Yasuhiro
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 140 Issue: 10 Pages: 1225-1233

    • DOI

      10.1248/yakushi.20-00133

    • NAID

      130007920219

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • Year and Date
      2020-10-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Site-Selective Esterifications of Polyol β-Hydroxyamides and Applications to Serine-Selective Glycopeptide Modifications2019

    • Author(s)
      Takemoto Kohei、Nishikawa Yasuhiro、Moriguchi Shohei、Hori Yuna、Kamezawa Yuki、Matsui Takami、Hara Osamu
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 21 Issue: 18 Pages: 7534-7538

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.9b02809

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  • [Presentation] Trptophanylglucal誘導体のエポキシ化反応を経由するα-d-C-mannosyl tryptophanの合成研究2022

    • Author(s)
      三輪龍哉、西川泰弘、岡本奈々、馬場龍昇、加藤大輝、山北和司、渡辺菜月、伊東謙、岸畑伊織、原 脩
    • Organizer
      日本薬学会第142年会(名古屋)
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      日本薬学会第142年会(名古屋)
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      日本薬学会第142年会(名古屋)
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      日本薬学会第142年会(名古屋)
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      安藤桃花、西川泰弘、天野薫帆、細井碧、森大器、豊田万祐子、原 脩
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      宇佐美結、西川泰弘、佐藤菜央、安田知富未、伊藤祐来、中山秀斗、舘ひかる、榊原詩織、朴珠恩、原 脩
    • Organizer
      第50回複素環化学討論会(静岡)
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  • [Presentation] テンプレート効果を利用する位置選択的アシル化反応の二糖類、糖ペプチドへの応用2021

    • Author(s)
      西川泰弘、戸田汐音、松井孝美、竹本昂平、高田華苗枝、原脩
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(広島)
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Ir触媒によるビニルC-Hホウ素化を経由するC-mannosyltryptophanの合成研究2021

    • Author(s)
      原脩、西川泰弘、馬塲龍昇、加藤大輝、山北和司、渡辺菜月、伊東謙、岸畑伊織
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(広島)
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 化学選択的加水分解反応を利用するカルバメート型アルコール保護基の開発研究2020

    • Author(s)
      天野薫帆、西川泰弘、細井碧、森大器、豊田万祐子、竹本昂平、原 脩
    • Organizer
      日本薬学会 第140年会
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  • [Presentation] カチオン性複素環の電子伝達によって制御する位置及び立体選択的合成手法の開発2019

    • Author(s)
      西川泰弘
    • Organizer
      第65回日本薬学会東海支部大会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒドラジド誘導体の化学選択的加水分解反応を利用する新規保護基の開発研究2019

    • Author(s)
      豊田万祐子,西川泰弘,森大器,天野薫帆,細井碧,竹本昂平,原 脩
    • Organizer
      第65回日本薬学会東海支部大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Site-Selective Esterification of α-Hydroxyamides in Polyols by Metal Template Strategy2019

    • Author(s)
      Kohei Takemoto, Yasuhiro Nishikawa, Syohei Moriguchi, Yuna Hori, Yuki Kamezawa, Takami Matsui, Satomi Katabe, and Osamu Hara
    • Organizer
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒドラジド誘導体の化学選択的加水分解反応を利用する新規アミド型保護基の開発2019

    • Author(s)
      西川泰弘, 森大器,豊田万祐子,天野薫帆,細井碧,竹本昂平,原 脩
    • Organizer
      第45回反応と合成の進歩シンポジウム
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] β-ヒドロキシアミド選択的アシル化反応を基盤とするセリン/トレオニン選択的な糖ペプチド修飾反応の開発2019

    • Author(s)
      竹本昂平,西川泰弘,森口翔平,堀裕奈,亀澤友紀,松井孝美,形部智実,原 脩
    • Organizer
      第116回有機合成シンポジウム
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  • [Remarks] 名城大学薬学部 機能分子化学研究室ホームページ

    • URL

      http://www-yaku.meijo-u.ac.jp/kenkyu/functional/

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  • [Remarks] 名城大学薬学部機能分子化学研究室ホームページ

    • URL

      http://www-yaku.meijo-u.ac.jp/kenkyu/functional/

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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