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イミノキシルラジカルによるチロシン選択的タンパク質化学修飾反応

Research Project

Project/Area Number 21J14479
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 47010:Pharmaceutical chemistry and drug development sciences-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

丸山 勝矢  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords生体共役反応 / タンパク質化学 / チロシン / ペプチド / ラジカル
Outline of Research at the Start

タンパク質と低分子化合物を結合するタンパク質修飾反応は、タンパク質機能を人工的に改変する有力な手段である。特に、タンパク質間相互作用のホットスポットであるチロシンを可逆的に修飾できれば、タンパク質を介した生体内プロセスのON/OFF制御が可能となると期待される。本研究課題では、タンパク質中豊富な極性官能基との直交性が高いイミノキシルラジカルを活性種としたチロシン選択的修飾反応を開発する。イミノキシルラジカル前駆体のオキシム試薬の構造展開により、修飾体が可逆的な特性を持つ構造情報を得たのち、抗体機能を修飾によりON/OFF制御し、反応系の有用性を実証する。

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までの研究で、ラジカル種を活性種として用い、チロシン選択的なタンパク質修飾反応の開発を行い、その一般性を実証した。反応は、温和な条件下、高効率に進行し、多様な官能基を有する分子をタンパク質に結合することが可能であった。同様に、ラジカル反応の官能基許容性の高さを活かし、タンパク質と同様、反応性官能基に富む生体分子を変換法の開発を計画し、反応開発研究に着手することとした。具体的には、複数の酸素官能基が不斉点として置換する糖基質に着目した。糖基質は自然界に多様に存在し有用なキラルビルディングブロックであると同時に、特有の生物活性を有している。糖基質の骨格を変換する方法論を確立できれば、糖アナログとして生物活性が期待される新規キラルビルディングブロックを提供する有用な方法論となると期待される。光酸化還元触媒/水素原子移動(HAT)触媒からなるハイブリッド触媒系により糖骨格から炭素ラジカルを生成し、続く骨格開裂反応ののち、立体選択的に閉環する炭素環構築反応を想定した。単純な触媒系が適用可能かつ、より安定な炭素ラジカル基質を生成すると想定されるモデル基質を設定し、所望の骨格変換を実現する変換の検討を行った。反応条件探索および最適化の結果、所望の生成物を良好な収率で与える反応条件の確立に成功した。今後は、本モデル反応で得られた知見を基盤に広範な糖基質の骨格変換を実現する反応条件の確立が期待される。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Protein Modification at Tyrosine with Iminoxyl Radicals2021

    • Author(s)
      Maruyama Katsuya、Ishiyama Takashi、Seki Yohei、Sakai Kentaro、Togo Takaya、Oisaki Kounosuke、Kanai Motomu
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 143 Issue: 47 Pages: 19844-19855

    • DOI

      10.1021/jacs.1c09066

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イミノキシルラジカルによるチロシン選択的タンパク質修飾反応2023

    • Author(s)
      ○丸山勝矢、石山隆史、関陽平、坂井健太郎、藤後貴也、生長幸之助、金井求
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イミノキシルラジカルによるチロシン選択的タンパク質修飾反応2022

    • Author(s)
      ○丸山勝矢、石山隆史、関陽平、坂井健太郎、藤後貴也、生長幸之助、金井求
    • Organizer
      第20回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イミノキシルラジカルを用いるチロシン選択的タンパク質修飾法2022

    • Author(s)
      ○生長幸之助、丸山勝矢、石山隆史、関陽平、坂井健太郎、藤後貴也、金井求
    • Organizer
      第39回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イミノキシルラジカルを用いるチロシン選択的タンパク質生体共役反応2021

    • Author(s)
      ○生長幸之助、丸山勝矢、石山隆史、関陽平、金井求
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第15回年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Tyrosine-Selective Bioconjugation Using Iminoxyl Radicals2021

    • Author(s)
      ○Kounosuke Oisaki, Katsuya Maruyama, Takashi Ishiyama, Yohei Seki, Motomu Kanai
    • Organizer
      ACS Meeting Spring 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tyr-Selective Protein Modification with Iminoxyl Radicals2021

    • Author(s)
      ○Katsuya Maruyama, Takashi Ishiyama, Yohei Seki, Kentaro Sakai, Takaya Togo, Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
    • Organizer
      13th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium (AIMECS2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tunable traceless reversibility in a tyrosine-selective iminoxyl bioconjugation2021

    • Author(s)
      Katsuya Maruyama, Takashi Ishiyama, Yohei Seki, ○Kounosuke Oisaki, Motomu Kanai
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

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