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New molecular shapes from strained aromatic foldamer macrocycles and their application to development of PPI inhibitors

Research Project

Project/Area Number 23KK0134
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
Research InstitutionOchanomizu University

Principal Investigator

棚谷 綾  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (40361654)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石田 良典  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (10937684)
影近 弘之  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (20177348)
大金 賢司  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 講師 (30771092)
桑原 拓也  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 講師 (60768654)
Project Period (FY) 2023-09-08 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥21,060,000 (Direct Cost: ¥16,200,000、Indirect Cost: ¥4,860,000)
Fiscal Year 2026: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2025: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords芳香族アミド / フォルダマー / らせん構造 / 環状構造 / らせん分子 / 大環状化合物 / ファオルダマー / タンパク質ータンパク質相互作用阻害剤
Outline of Research at the Start

本研究では、これまでに報告のない立体構造を持つ化合物として、大環状構造の中でらせんを形成する芳香族アミドフォルダマーの合成法を確立する。本手法を用いて、種々の環サイズのオリゴマー分子を合成し、得られた化合物の立体構造や動的挙動を詳細に解析する。
さらに、立体化学的知見をもとに、タンパク質表面を特異的に認識する官能基を環状アミドフォルダマー上に配置した化合物を設計し、タンパク質ータンパク質相互作用阻害活性を有する化合物を創製する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、研究代表者が見いだした芳香族N-アルキル化アミドの立体特性を基盤として、海外共同研究者のIvan Huc教授らが構築してきた芳香族らせんフォルダマーの環化誘導体創製へと応用することを目的とする。今年度は、以下の研究成果を得た。
(1)9月にHuc教授がミュンヘンにて主催したフォルダマーシンポジウムに研究代表者が参加し、招待講演をした際に、これまでの研究成果を発表するとともに、Huc教授と本研究課題についての具体的な研究計画を議論した。その議論に基づき、研究代表者の研究室所属の学部生をHuc教授の研究室に2ヶ月間派遣し、環状フォルダマー合成のための環化前駆体の合成、精製法などを修得させ、種々のサイズの環化反応を検討した。
(2)環状フォルダマー合成のためのモノマー分子の大量合成法を確立した。
(3)芳香族N-アルキル化アミドの立体特性に関する知見を強化すべく、種々の誘導体を合成し、NMR、UV/CDスペクトル、X線結晶構造解析による解析を行なった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、芳香族らせんフォルダマーの環化誘導体の合成法を確立し、種々のサイズの環状フォルダマーを創製して、その立体構造や動的立体挙動を解明し、タンパク質-タンパク質相互作用(PPI)阻害剤などの機能性フォルダマー構築への応用を最終目標としている。
今回、モノマー分子の合成法の確立、種々のN-アルキル化アミドの立体特性に関する知見を得たことで、環状フォルダマー創製の詳細な検討を行える状況となった。また、大学院生派遣により、芳香族フォルダマーの合成方法および精製方法を修得し、いくつかのフォルダマー(環化前駆体)について環化反応条件を検討することができた。今後は反応精製物の解析を進めるとともに、環化誘導体合成法の確立を目指す。

Strategy for Future Research Activity

今年度、Huc教授の研究室で修得した合成法、精製法を日本国内でも行えるように検討する。また、環化反応による生成物の分離、構造解析を進め、その結果を環化反応条件の検討にフィードバックさせる。Huc教授の研究室での技術修得に加えて、フォルダマー研究を国際的に先導する、他の研究室に、研究代表者、共同研究者、大学院生が直接訪問し、関連する最新技術の修得や議論を行い、本研究の展開に活かす。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Ludwig-Maximilians University(ドイツ)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Solvent-Dependent Conformational Switching of N-Methyl-N,N'- diarylsquaramide.2023

    • Author(s)
      Tanaka.; Takeda,F.; Kanda, M.; Kawahata,M.; Fujii,S.; Katagiri,K.; Masu, H.; Kagechika,H.; Tanatani, A.
    • Journal Title

      J. Org. Chem.

      Volume: 88 Issue: 17 Pages: 12289-12293

    • DOI

      10.1021/acs.joc.3c00918

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conformational Properties of Aromatic Amides Bearing Imidazole Ring and Acid-induced trans-cis Amide Switching.2023

    • Author(s)
      Takubo, C.; Kimura, S.; Ichinomiya, M.; Hayakawa, A.; Murata, M.; Urushibara, K.; Masu, H.; Katagiri, K.; Kawahata, M.; Kudo, M.; Azumaya, I.; Kagechika, H.; Tanatani, A.
    • Journal Title

      J. Org. Chem.

      Volume: 88 Issue: 24 Pages: 16707-16718

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c01295

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] cis型芳香族ウレアを骨格としたらせん分子触媒の開発2024

    • Author(s)
      武田史、工藤まゆみ、小倉麻珠華、折原弥生、小田木陽、長澤和夫、棚谷綾
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] キラル側鎖をもつ芳香族スクアルアミドの立体構造解析2024

    • Author(s)
      久山和紗、片桐幸輔、川幡正俊、影近弘之、棚谷綾
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Development of Aromatic Amide Foldamer with Acid-induced Conformational Change2023

    • Author(s)
      Aya Tanatani
    • Organizer
      2023 SYMPOSIUM on FOLDAMERS
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of Asymmetric Organocatalysis with Helical (cis, cis)-Diphenylurea Structure2023

    • Author(s)
      Fumi Takeda, Mayumi Kudo, Mamika Ogura, Yayoi Orihara, Minami Odagi, Kazuo Nagasawa, Aya Tanatani
    • Organizer
      The 19th International Conference on Chiroptical Spectroscopy
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スクアルアミドを有する新規動的らせん分子触媒の創製2023

    • Author(s)
      武田史、工藤まゆみ、小倉麻珠華、折原弥生、小田木陽、長澤和夫、棚谷綾
    • Organizer
      第16回有機触媒シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Dynamic Helical Property of Oligoamides with Imidazole Rings2023

    • Author(s)
      Aya Tanatani、Sakiko Kimura、Chiharu Takubo、Kosuke Katagiri、Masatoshi Kawahata、Hiroyuki Kagechika
    • Organizer
      Materials Research Meeting 2023 (MRM2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2023-09-12   Modified: 2024-12-25  

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