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Simultaneous synthesis of natural product hybrids and discovery of unexplored natural products

Research Project

Project/Area Number 21K05290
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
Research InstitutionKyoto Pharmaceutical University (2023)
Kyushu University (2021-2022)

Principal Investigator

TOMOHARA Keisuke  京都薬科大学, 薬学部, 講師 (40711677)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords天然物誘導体 / 天然物様分子 / Ugi反応 / 非天然型アミノ酸 / 非天然型ペプチド / アンモニア-Ugi反応 / 天然物コネクティッド型分子 / 非天然型α,α-2置換アミノ酸 / ペプチド合成 / 天然物コネクテッド型分子 / 天然物抽出物 / 植物分子 / 一斉合成 / ケミカルスペース
Outline of Research at the Start

本研究では、天然物抽出物そのものを基質とした多成分連結合成を実施する。これにより、天然物抽出物に含まれる複数の天然有機分子が反応して同一分子に組み込まれた天然物コネクティッド型分子を一斉合成し、創薬研究等に利用可能な新規ケミカルスペースを構築する。また、古典的な天然物化学的研究手法では単離が難しい不安定成分や微量成分などの未開拓天然有機分子を直接分子変換に付して、単離容易な天然物様分子へと変換し単離・構造決定することで、未開拓天然有機分子を能動的に発掘する。

Outline of Final Research Achievements

Natural product extracts are rich in a wide variety of molecules with diverse biological activities. This study achieved the chemical engineering of a mixture of natural product extracts and demonstrated a unique synthetic route to a series of natural product hybrids, whereby otherwise unencountered naturally occurring molecules of different origins were chemically connected in complex media. Even though these reactions took place in complex media containing a mixture of natural product extracts, the well-designed process exhibited a good conversion efficiency (~60%), chemoselectivity, and reproducibility. Additionally, some of the Ugi adducts exhibited promising inhibitory activity toward protease or anti-austerity activity (cytotoxicity against PANC-1 pancreatic cancer cells).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

夾雑系の天然物抽出物を天然物誘導体合成のための反応場として利用することは、操作および結果の煩雑さゆえに本質的に難しいと考えるのが常識であった。本研究では、反応の基質となる天然物抽出物をシステマチックに選定し、また反応系および精製方法を精密に設計・最適化することにより、天然物抽出物中の標的分子群のみを化学選択的に反応させて、新規の天然物コネクティッド型分子群を一挙に合成し簡便に単離することに初めて成功した。夾雑系の天然物抽出物が天然物誘導体合成のための反応場として利用可能であることを示した点に本研究の学術的意義があり、また創薬シーズ等の新規効率的合成法を提供した点に社会的意義がある。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ugi Adducts as Novel Anti-austerity Agents against PANC-1 Human Pancreatic Cancer Cell Line: A Rapid Synthetic Approach2023

    • Author(s)
      Keisuke Tomohara*, Juthamart Maneene, Nao Ohashi, Takeru Nose, Rintaro Fujii, Min Jo Kim, Sijia Sun, Suresh Awale*
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 46 Issue: 10 Pages: 1412-1420

    • DOI

      10.1248/bpb.b23-00224

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2023-10-01
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Determining the Sequence Dependency of Self-Assembly of Elastin-Like Peptides Using Short Peptide Analogues with Shuffled Repetitive Sequences2023

    • Author(s)
      Tatsubo Daiki、Suyama Keitaro、Sakamoto Naoki、Tomohara Keisuke、Taniguchi Suguru、Maeda Iori、Nose Takeru
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 62 Issue: 17 Pages: 2559-2570

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.3c00146

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of natural product hybrids by the Ugi reaction in complex media containing plant extracts2022

    • Author(s)
      Keisuke Tomohara*, Nao Ohashi, Tatsuya Uchida, Takeru Nose.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 15568-15568

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19579-6

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 夾雑系生薬抽出物を基質とした天然物コネクティッド型分子群の一斉化学合成2022

    • Author(s)
      友原啓介
    • Journal Title

      Farumashia

      Volume: 58 Issue: 12 Pages: 1120-1124

    • DOI

      10.14894/faruawpsj.58.12_1120

    • ISSN
      0014-8601, 2189-7026
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metal ion scavenging activity of elastin-like peptide analogues containing a cadmium ion binding sequence2022

    • Author(s)
      Sumiyoshi Shogo、Suyama Keitaro、Tatsubo Daiki、Tanaka Naoki、Tomohara Keisuke、Taniguchi Suguru、Maeda Iori、Nose Takeru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 1861-1861

    • DOI

      10.1038/s41598-022-05695-w

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 天然物様分子の合成と生物活性評価2024

    • Author(s)
      友原啓介
    • Organizer
      京都薬科大学 創薬科学フロンティア研究センター講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] アンモニア-Ugi反応を用いたエラスチン様ペプチドアナログの合成2024

    • Author(s)
      友原啓介, 草場智, 田中尚輝, 野瀬健
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] アンモニア-Ugi反応を用いた非天然型α,α-2置換アミノ酸含有ペプチドの実践的合成法の開発2023

    • Author(s)
      草場智, 友原啓介, 野瀬健
    • Organizer
      第21回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 配座固定型α-キモトリプシン阻害剤の設計・合成・阻害活性評価2023

    • Author(s)
      草場智, 友原啓介, 野瀬健
    • Organizer
      第60回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 非天然型アミノ酸含有ペプチドの迅速合成と機能評価2023

    • Author(s)
      友原啓介
    • Organizer
      九州大学理学部化学教室 公開講演会 最新化学談話シリーズ 令和5年度前期特別談話会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] アンモニア-Ugi反応の開発および非天然型α,α-2置換アミノ酸含有ペプチドのde novo合成への応用2023

    • Author(s)
      草場智, 友原啓介, 野瀬健
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ハイブリッド型天然物様 Ugi 付加体の一斉化学合成2021

    • Author(s)
      友原啓介、大橋奈央、野瀬健
    • Organizer
      第23回天然薬物の開発と応用シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Book] ちびまる子ちゃんの社会学2021

    • Author(s)
      三成清香, 遠藤英樹, 有賀敏典, 髙橋詩織, 井上登美子, 橋本愛, Jarunee Suwanrassamee, 日向伸介, 友原嘉彦, 高田晴美, 友原啓介
    • Total Pages
      222
    • Publisher
      古今書院
    • ISBN
      9784772253406
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 京都薬科大学 薬品製造学分野

    • URL

      https://labo.kyoto-phu.ac.jp/seizou/index.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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