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Molecular design strategy to avoid side effects of covalent drugs

Research Project

Project/Area Number 20K21249
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Kimura Yasuaki  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (80769977)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村上 努  国立感染症研究所, エイズ研究センター, 主任研究官 (50336385)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords共有結合医薬 / 核酸アナログ / ポリメラーゼ / 阻害剤 / リン酸プロドラッグ / 抗HIV薬 / プロドラッグ / 活性化 / リン酸化
Outline of Research at the Start

本研究では、阻害対象の酵素によって活性化され反応性を獲得する新規の共有結合医薬の開発に取り組む。このメカニズムに基づくことで、標的外の酵素との共有結合形成を防げるため、高い標的選択性が期待できる。核酸モノマーの糖部位に求核的な官能基を導入した核酸アナログを開発し、それによるポリメラーゼの不可逆阻害を実現するとともに、そのメカニズムの実証を行い本分子設計戦略の有効性を実証する。

Outline of Final Research Achievements

Mechanistic analysis and structure-activity relationship studies of a reverse transcriptase inhibitor with a novel mechanism of action were conducted. In the mechanistic analysis, we verified the release of reactive species associated with the enzymatic reaction unique to this inhibitor and the inhibitory effect based on the release of reactive species. In the structure-activity relationship study, we found a molecular design guideline for further enhancement of activity and succeeded in developing a highly effective prodrug of phosphate-based on a novel chemical structure

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

新規作用機序を有する核酸アナログ系ポリメラーゼ阻害剤の開発において、阻害機構の解明で得られた反応性の知見、および反応性活性種の構造と阻害活性の相関情報は、類似メカニズムを有する活性型共有結合性阻害剤の開発に有用な知見を与えるものである。また新規構造に基づくリン酸プロドラッグの創出についても、核酸アナログに留まらず幅広い応用展開の可能性を有し、リン酸基含有の医薬開発に有用な手法を提示したと考えられる。

Report

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

    (11 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Development of Fluorophosphoramidate as a Biocompatibly Transformable Functional Group and its Application as a Phosphate Prodrug for Nucleoside Analogs2022

    • Author(s)
      Yoshida Yuki、Zheng Ti、Tanabe Wataru、Tomoike Fumiaki、Hashiya Fumitaka、Suzuki Tetsuro、Hirota Shuto、Saiki Yuriko、Horii Akira、Hirayama Akiyoshi、Soga Tomoyosi、Kimura Yasuaki、Abe Hiroshi
    • Journal Title

      ChemMedChem

      Volume: 17 Issue: 17

    • DOI

      10.1002/cmdc.202200188

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure, Synthesis and Inhibition Mechanism of Nucleoside Analogues as HIV‐1 Reverse Transcriptase Inhibitors (NRTIs)2021

    • Author(s)
      Yoshida Yuki、Honma Masakazu、Kimura Yasuaki、Abe Hiroshi
    • Journal Title

      ChemMedChem

      Volume: 16 Issue: 5 Pages: 743-766

    • DOI

      10.1002/cmdc.202000695

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フルオロリン酸アミデート基を用いた新規リン酸プロドラッグの開発2022

    • Author(s)
      吉田 祐希・Ti Zheng・田辺 航・友池 史明・橋谷 文貴・廣田 嵩人・齋木 由利子・堀井 明・木村 康明・阿部 洋
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フルオロリン酸アミデート基の開発と核酸アナログのプロドラッグへの応用2022

    • Author(s)
      木村 康明・吉田 祐希・友池 史明,・橋谷 文貴・廣田 嵩人・斎木 由利子・堀井 明・平山 明由・曽我 朋義・阿部 洋
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フルオロリン酸アミデート基を用いた新規リン酸プロドラッグの開発2021

    • Author(s)
      吉田祐希・Zheng Ti・田辺航・友池史明・橋谷文貴・鈴木哲朗・廣田嵩人・齋木由利子・堀井明・平山明由・曽我朋義・木村康明・阿部洋
    • Organizer
      第15回ケミカルバイオロジー学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フルオロリン酸アミデート基の開発と核酸アナログのプロドラッグへの応用2021

    • Author(s)
      木村康明, 吉田祐希, 友池史明,, 橋谷文貴, 鈴木哲朗, 廣田嵩人, 齋木由利子, 堀井明, 平山明由, 曽我朋義, 阿部洋
    • Organizer
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 2'-β-プロパルギルセレノヌクレオシド用いた逆転写酵素不可逆阻害の機構解析2021

    • Author(s)
      吉田祐希・新美結士・伏原大地・村瀬裕貴・木村康明・阿部洋
    • Organizer
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フルオロリン酸アミデート基の化学的性質の評価と医薬応用に向けた検討2020

    • Author(s)
      木村 康明・田辺 航・Zheng Ti・吉田 祐希・橋谷 文貴・阿部 洋
    • Organizer
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 抗ウイルス性2′-β-セレン修飾ヌクレオシドアナログの開発2020

    • Author(s)
      吉田 祐希・新美 結士・伏原 大地・村瀬 裕貴・木村 康明・阿部 洋
    • Organizer
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] プロドラック化合物2021

    • Inventor(s)
      阿部洋、木村康明
    • Industrial Property Rights Holder
      阿部洋、木村康明
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-111420
    • Filing Date
      2021
    • Acquisition Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] プロドラッグ化合物2021

    • Inventor(s)
      阿部洋 木村康明
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-013946
    • Filing Date
      2021
    • Acquisition Date
      2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2024-12-25  

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