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Analysis of the interaction between flavones and phospholipid membranes in the early stage of biological activity expression

Research Project

Project/Area Number 19K07138
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47050:Environmental and natural pharmaceutical resources-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

Uekusa Yoshinori  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 助教 (30753024)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木内 文之  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (60161402)
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: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsフラボノイド類 / フラボン類 / フラボノール類 / リン脂質膜親和性 / NMR / 分子間相互作用 / リン脂質膜 / 構造活性相関 / フラボノイド / フラボン / フラボノール / IAM / 相互作用 / 細胞透過性 / 生物活性 / 生物活性強度 / 核磁気共鳴
Outline of Research at the Start

様々な生物活性を有するフラボノイド類(フラボン類)について、リン脂質膜親和性と生物活性強度の連関を化学的アプローチにより解明することを目的としている。また、フラボン類がリン脂質膜中のどこ(リン脂質膜表面あるいは内部)に、どのような状態(運動・配向・構造)で存在しているのかといった相互作用情報を分子レベルで取得し、生物活性発現機構の本質的理解と生物活性のより高い化合物("最強"の活性を有するフラボノイド)の創出を目指している。

Outline of Final Research Achievements

A wide variety of flavonoids that contribute to the structure-activity relationships were isolated from crude drugs or chemically synthesized to elucidate the relationship between the affinity of the flavonoids for phospholipid membranes and the intensity of their biological activities. The affinity of these flavonoids was calculated using immobilized artificial membrane columns showed a strong correlation with the amount of accumulation in the cell membrane, indicating that this method can be evaluated the accumulation of compounds in the membrane more easily and quickly than with conventional methods. Furthermore, by using model phospholipid membranes and NMR spectroscopy, we were able to elucidate the structural basis of the flavonoid dimers, theaflavins, in phospholipid membranes and chemically explain the differences in the intensity of the biological activity exhibited by theaflavins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

化合物の生物活性発現初期機構を個々の分子の物理化学的性質(リン脂質膜親和性)と関連付けて実証している研究は稀であり,本研究課題は先駆的な位置付けであるといえる.また,化合物の細胞膜内蓄積量を簡便に評価することを可能にしたリン脂質カラム分析法の構築や,活性強度の差をリン脂質膜中における化合物の状態分析によって解明した本研究成果は学術的に意義があるといえる.さらに本研究課題によって創出されたフラボノイド類は今後のスクリーニングによって生物活性が見出されることにより,創薬研究のシーズ化合物として利用できると期待される.

Report

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

    (17 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Oxidation of methylophiopogonanone A on the surface of TLC plate2022

    • Author(s)
      Kiuchi, F., Uekusa, Y., Narukawa, Y.
    • Journal Title

      Journal of Natural Medicines

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: 504-508

    • DOI

      10.1007/s11418-022-01604-7

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anti-trypanosome screening of Salvadoran flora2022

    • Author(s)
      Castillo, U. G., Komatsu, A., Martinez, M. L., Menjivar, J., Nunez, M. J., Uekusa, Y., Narukawa, Y., Kiuchi, F., Nakajima-Shimada, J.
    • Journal Title

      Journal of Natural Medicines

      Volume: 76 Issue: 1 Pages: 259-267

    • DOI

      10.1007/s11418-021-01562-6

    • NAID

      40022799597

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分子ネットワーク解析を活用した海洋性シアノバクテリア由来新規化合物の効率的探索2022

    • Author(s)
      小川慧人,植草義徳,木内文之,William H. Gerwick,菊地晴久
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Baicalinとberberine類縁体の間で生じる化合物間相互作用の解析2022

    • Author(s)
      谷岡ちはる,植草義徳,遠周直人,木内文之,菊地晴久
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] NMRを用いたテアフラビン類によるリポソーム凝集作用の解明2021

    • Author(s)
      陳瀟逸,植草義徳,中山勉,木内文之,菊地晴久
    • Organizer
      第17回日本カテキン学会年次学術大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of peptide alkaloid-type compound library based on brefeldin A by molecular skeleton recombination strategy2021

    • Author(s)
      Sato, Y., Nishimura, T., Shiga, K., Sugawara, A., Uekusa, Y., Kikuchi, H.
    • Organizer
      13th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium (AIMECS 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 栄養源バクテリアの変化による細胞性粘菌由来新規二次代謝産物の探索2021

    • Author(s)
      室谷拓冶,佐々木瞳,江口裕美,植草義徳,菊地晴久
    • Organizer
      日本細胞性粘菌学会第11回例会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] テアフラビン類とリン脂質膜との分子間相互作用解析2021

    • Author(s)
      陳瀟逸,植草義徳,中山勉,木内文之,菊地晴久
    • Organizer
      日本生薬学会第67回年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子ネットワークを用いたシアノバクテリア由来の新規化合物の単離2021

    • Author(s)
      小川慧人,植草義徳,木内文之,William H. Gerwick,菊地晴久
    • Organizer
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Caco-2細胞を用いたフラボン類の細胞透過性とリン脂質膜親和性及び抗炎症作用の連関2020

    • Author(s)
      遠周直人,植草義徳,木内文之
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] NMRを用いたテアフラビン類とリン脂質膜との相互作用解析(第2報)2020

    • Author(s)
      陳瀟逸,植草義徳,中山勉,木内文之
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] NMRを用いたテアフラビン類とリン脂質膜との相互作用解析2020

    • Author(s)
      陳瀟逸,植草義徳,中山勉,木内文之.
    • Organizer
      日本薬学会第140回年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Structural analysis of the complex of baicalin and berberine in aqueous solution2019

    • Author(s)
      Uekusa, Y., Tsutsumi, R., Nakamoto, K., and Kiuchi, F.
    • Organizer
      American Society of Pharmacognosy 2019 Annual Meeting (ASP2019)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solubility-enhancement of berberine-baicalin complex by crocins”, American Society of Pharmacognosy 2019 Annual Meeting (ASP2019),2019

    • Author(s)
      Okoshi, K., Uekusa, Y., Narukawa, Y., and Kiuchi, F.
    • Organizer
      American Society of Pharmacognosy 2019 Annual Meeting (ASP2019)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 糖質分析 「6.4 NMRによる糖鎖-タンパク質相互作用の解析」2019

    • Author(s)
      公益社団法人 日本分析化学会
    • Total Pages
      280
    • Publisher
      丸善出版
    • ISBN
      9784621303931
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 慶應義塾大学薬学部天然医薬資源学講座

    • URL

      https://www.keio-nm.jp

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 慶應義塾研究者情報データベース

    • URL

      https://k-ris.keio.ac.jp/html/100012932_ja.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

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

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