天然物およびペプチド基盤型合成中分子による細胞内信号伝達系の制御

• Project Area: Middle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis.
• Project/Area Number: 18H04394
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 大神田 淳子 信州大学, 学術研究院農学系, 教授 (50233052)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: たんぱく質間相互作用 / 中分子阻害剤 / クリック反応 / たんぱく質鋳型合成 / 14-3-3 / フシコクシン / 天然変性たんぱく質 / 細胞内阻害剤合成 / 合理設計 / 細胞増殖阻害活性 / 合成中分子 / フォスファターゼ

Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、友岡克彦教授（九州大学）との共同研究により、含窒素環状ゆがみアルキンDACN含有ペプチド鎖とアジド含有フシコクシン誘導体間の14-3-3たんぱく質を鋳型とする無触媒Huisgen環化付加反応の位置異性体選択的な反応機構の解析を行った。分子動力学計算に基づいた考察から、主成績体を与える遷移状態を与える配座が安定である可能性が示唆された。以上のように標的たんぱく質を鋳型とするクリック反応により細胞増殖阻害活性を有する中分子化合物の合成が可能であることを明らかにし、論文発表を行った。より詳細な機構の解明に向け、単離精製したフシコクシン誘導体と無置換DACNの反応混合物について高分解NMRによる構造解析を検討中である。加えて、脱リン酸化酵素cdc25Bの基質認識表面と活性ポケットの両者を1分子認識する2座型化合物を設計し機能評価を行った。その結果、化合物の構造依存的に顕著な阻害活性を示し、cdc25Aと比較して有意な選択性を有することが明らかとなり、化合物がcdc25Bの特徴的な表面構造を特異的に認識していることが強く示唆された。さらに、鈴木孝紀教授（北海道大学）との共同研究により天然変性概日時計転写因子の阻害剤探索を実施した。その結果、たんぱく質の2量体形成とDNA結合を顕著に阻害する低分子複素環化合物を見出した。各種類縁体を用いた構造活性相関研究により、作用機序が化学的共有結合反応によるものであることが強く示唆された。この化合物は概日時計転写因子を指向したスクリーニングから見い出された阻害剤としては初めての例であり、現在論文投稿準備中である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Copper-Free Huisgen Cycloaddition for the 14-3-3-Templated Synthesis of Fusicoccin‐Peptide Conjugates (2020)
  • Author(s): Masuda, R.; Kawasaki,, Y.; Igawa, K.; Manabe, Y.; Fujii, H.; Kato, N.; Tomooka, K.; Ohkanda, J.
  • Journal Title: Chem. Asian. J. Volume: 17 Issue: 6 Pages: 742-747
  • DOI: 10.1002/asia.202000042
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A guanidyl-based bivalent peptidomimetic inhibits K-Ras prenylation and association with c-Raf. (2019)
  • Author(s): Mai Tsubamoto, Toan Khanh Le, Minghua Li, Taku Watanabe, Chiemi Matsumi, Prakash Parvatkar, Hiroshi Fujii, Nobuo Kato, Jiazhi Sun, Junko Ohkanda*
  • Journal Title: Chem. Eur. J. Volume: 25 Issue: 59 Pages: 13531-13536
  • DOI: 10.1002/chem.201903129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Novel Condensed Heterocyclic Quinone with a Dibezofuranobisthiadiazole Skeleton. (2019)
  • Author(s): K. Sugawara, W. Nojo, Y. Ishigaki, J. Ohkanda, T. Suzuki
  • Journal Title: Heterocycles Volume: - Issue: 1 Pages: 99-99
  • DOI: 10.3987/com-19-s(f)7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dipicolylamine/Metal Complexes that Promote Direct Cell-Membrane Penetration of Octaarginine (2019)
  • Author(s): Yoshimasa Kawaguchi, Shoko Ise, Yusuke Azuma, Toshihide Takeuchi, Kenichi Kawano, Toan Khanh Le, Junko Ohkanda, Shiroh Futaki
  • Journal Title: Bioconjug Chem. Volume: 30 Issue: 2 Pages: 454-460
  • DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.8b00691
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural Effects of Fusicoccin upon Upregulation of 14-3-3-Phospholigand Interaction and Cytotoxic Activity (2018)
  • Author(s): Ohkanda Junko,Kusumoto Atsushi,Punzalan Louvy,Masuda Ryoma,Wang Chenyu,Parvatkar Prakash,Akase Dai,Aida Misako,Uesugi Motonari,Higuchi Yusuke,Kato Nobuo
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal Volume: 24 Issue: 60 Pages: 16066-16071
  • DOI: 10.1002/chem.201804428
  • Peer Reviewed
• [Presentation] フシコクシン含有14-3-3σ Cys38選択的蛍光標識剤の開発 (2020)
  • Author(s): 田中健太・大神田淳子
  • Organizer: 日本化学会第 100 春季年会
• [Presentation] 19 位アミド型フシコクシン誘導体の設計と細胞増殖阻害活性 (2020)
  • Author(s): 増田遼馬・伊賀上祥汰・樋口雄介・大神田淳子
  • Organizer: 日本化学会第 100 春季年会
• [Presentation] cdc25B 脱リン酸化酵素の PPI 作用面を標的とした 2 座型阻害剤 の設計と評価 (2020)
  • Author(s): 長岡陽生・平井 剛・大神田 淳子
  • Organizer: 日本化学会第 100 春季年会
• [Presentation] 細胞内たんぱく質間相互作用の制御に向けた合成分子戦略 (2019)
  • Author(s): 大神田淳子
  • Organizer: 鳥取大学第10回 GSCセミナー
  • Invited
• [Presentation] 過渡的たんぱく質間相互作用を調節する合成分子戦略 (2019)
  • Author(s): 大神田淳子
  • Organizer: 第50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • Invited
• [Presentation] 過渡的たんぱく質間相互作用を調節する合成分子戦略 (2019)
  • Author(s): 大神田淳子
  • Organizer: 第43回信州大学有機化学ジョイントセミナー
  • Invited
• [Presentation] A synthetic molecule-based approach toward controlling of transient protein interactions (2019)
  • Author(s): Junko Ohkanda
  • Organizer: 27th International Conference of Heterocyclic Chemistry
  • Invited
• [Presentation] 細胞内中分子合成を指向したHuisgen環状付加反応と14-3-3鋳型効果 (2019)
  • Author(s): 増田 遼馬・河崎 悠也・井川 和宣・友岡 克彦・藤井 博・加藤 修雄・大神田 淳子
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー学会 第14回年会
• [Presentation] 天然変性概日時計転写因子のPPI評価系の確立と阻害剤探索 (2019)
  • Author(s): 細谷 侑佑・今西 未来・大神田 淳子
  • Organizer: 新規素材探索研究会
• [Presentation] 過渡的たんぱく質間相互作用の制御に向けた合成分子戦略 (2019)
  • Author(s): 大神田 淳子・細谷 侑佑
  • Organizer: 新学術領域研究 「反応集積化が導く中分子戦略：高次生物機能分子の創製」第8回成果報告会
• [Presentation] A Bioorganic Strategy Toward Regulation of ‘Floppy’ Proteins (2019)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: 信州大学菌類・微生物ダイナミズム創発研究センター(CFMD)国際シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 細胞内中分子合成を指向したフシコクシン誘導体のクリック反応 (2019)
  • Author(s): 増田 遼馬, 河崎 悠也, 井川 和宣, 友岡 克彦, 藤井 博, 加藤 修雄, 大神田 淳子
  • Organizer: 日本化学会第99春季年会
• [Presentation] 天然変性概日時計転写因子の阻害剤探索 (2019)
  • Author(s): 細谷 侑佑, 今西 未来, 大神田 淳子
  • Organizer: 日本化学会第99春季年会
• [Presentation] フシコクシン半合成誘導体の抗がん活性作用機序の解明 (2018)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: 長瀬財団 研究成果発表会
• [Presentation] 天然物およびペプチド基盤型合成中分子による細胞内信号伝達系の制御 (2018)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: 文部科学省科学研究費補助金 新学術領域 「反応集積化が導く中分子戦略 高次生物機能分子の創製」 第6回成果報告会
• [Presentation] ジテルペン配糖体によるたんぱく質間相互作用の制御 (2018)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: 第42回信州大学有機化学ジョイントセミナー
• [Presentation] Fusicoccin-based Antitumor Agents that Regulate 14-3-3-mediated Signaling Pathways (2018)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: 17th Akabori Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 過渡的たんぱく質間相互作用を調節する合成分子の創出 (2018)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: 公益財団法人アステラス病態代謝研究会 第49回研究報告会
• [Presentation] Fusicoccin: A Fungal Metabolite that Regulates 14-3-3 Proteins (2018)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: 137th WPI-IIIS Seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] たんぱく質間相互作用の制御に向けた合成分子戦略 (2018)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: 大塚創薬化学シンポジウム2018
  • Invited
• [Presentation] Assembled mid-sized agents for controlling protein-protein interactions (2018)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: 新学術領域 「反応集積化が導く中分子戦略 高次生物機能分子の創製」 第7回成果報告会＆4th International Symposium of Middle Molecular Strategy
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Fusicoccin as a Tool for Controlling the 14-3-3-mediated Signaling Pathways (2018)
  • Author(s): 大神田 淳子
  • Organizer: The 10th Singapore International Chemistry Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] THE OHKANDA RESEARCH LAB/CHEMICAL BIOLOGY LAB
  • URL: http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/agriculture/lab/johkanda/index.html
• [Remarks]
  • URL: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-11/su-pt111518.php