Chemical communication of venomous mammals

• Project Area: Frontier research of chemical communications
• Project/Area Number: 18H04613
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 北 将樹 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30335012)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2018: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 哺乳動物毒 / 化学コミュニケーション / 生物活性 / ペプチド / イオンチャネル

Outline of Annual Research Achievements

動物由来の天然毒にはユニークな構造や切れ味鋭い活性をもつものが多い。また加速進化により、有毒動物由来の生理活性ペプチドには多様性がみられる。このような新規神経毒の化学的解明は、薬理学、神経科学、精神医学など広範な生命科学の発展に寄与し、疼痛治療薬など新規薬剤の開発にも直結する1)。本研究では、化学生態学・進化学的にも興味深い、哺乳類由来の有毒物質の構造・機能・生物学および生態学的意義を解明し、より高活性な神経毒アナログを創製することを目指して本研究を実施した。
(1) トガリネズミ由来の麻痺性神経毒 BPP 類の構造決定と合成・生物活性の解明：有毒哺乳類の一種トガリネズミ由来の新規麻痺性神経毒ペプチド２種を発見し、その一次構造とCaチャネルに対する開口活性を解明した。
(2) カモノハシ毒液由来の新規ペプチドの作用機序と新奇神経毒リガンドの創製：CNP断片ペプチドの新たな薬理活性として、GABA受容体の positive allosteric modulator 機能を発見した。
(3) 標的受容体・リガンド間の相互作用を質量分析法で解析する新手法の開発：標的分子との結合様式を解明する新たなツールとして、ラベル支援レーザー脱離イオン化質量分析法（LA-LDI MS）に適用できる新規アミドピレン誘導体を開発した。またビオチン・アビジン相互作用をモデルとした標的分子におけるリガンドの結合様式を高精細に解析できる新手法を提唱した。さらに従来よりも100倍以上高感度な LA-LDI MS 測定が可能なN,N-ジメチルアミノピレン基を創出した。

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

• [Int'l Joint Research] ハバナ大学/フンボルト国立公園/環境省 CITMA(キューバ)
• [Journal Article] 哺乳類由来の神経毒の化学生物学研究 (2020)
  • Author(s): 北将樹
  • Journal Title: 化学工業 Volume: 71 Pages: 73-78
• [Journal Article] Anti-inflammatory marine cyclic peptide stylissatin A and its derivatives inhibit differentiation of murine preadipocytes (2019)
  • Author(s): Zhang Menghua、Sunaba Taiki、Sun Yiting、Sasaki Kazunori、Isoda Hiroko、Kigoshi Hideo、Kita Masaki
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 55 Issue: 38 Pages: 5471-5474
  • DOI: 10.1039/c9cc02517k
  • NAID: 120006725321
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and Biological Activities of Aplyronine A Analogues toward the Development of Antitumor Protein?Protein Interaction Inducers between Actin and Tubulin: Conjugation of the C1?C9 Macrolactone Part and the C24?C34 Side Chain (2019)
  • Author(s): Futaki Kentaro、Takahashi Momoko、Tanabe Kenta、Fujieda Akari、Kigoshi Hideo、Kita Masaki
  • Journal Title: ACS Omega Volume: 4 Issue: 5 Pages: 8598-8613
  • DOI: 10.1021/acsomega.9b01099
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Post K-Pg diversification of the mammalian order Eulipotyphla as suggested by phylogenomic analyses of ultra-conserved elements (2019)
  • Author(s): Sato Jun J.、Bradford Tessa M.、Armstrong Kyle N.、Donnellan Stephen C.、Echenique-Diaz Lazaro M.、Begu?-Quiala Gerardo、G?mez-D?ez Jorgelino、Yamaguchi Nobuyuki、Nguyen Son Truong、Kita Masaki、Ohdachi Satoshi D.
  • Journal Title: Molecular Phylogenetics and Evolution Volume: 141 Pages: 106605-106605
  • DOI: 10.1016/j.ympev.2019.106605
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] MyPR: 異分野融合型の天然物化学者を志す (2019)
  • Author(s): 北将樹
  • Journal Title: 有機合成化学協会誌 Volume: 77 Pages: 371-373
  • Open Access
• [Journal Article] 生理活性蛍光リガンドとLA-LDI MS ～標的生体分子の結合位置解析法の開発～ (2019)
  • Author(s): 北将樹
  • Journal Title: 生命化学研究レター Volume: 59 Pages: 7-11
  • Open Access
• [Journal Article] Sydowianumols A, B, and C, Three New Compounds from Discomycete <i>Poculum pseudosydowianum</i> (2018)
  • Author(s): Kawashima Daiki、Hosoya Tsuyoshi、Tomoda Hiroshi、Kita Masaki、Shigemori Hideyuki
  • Journal Title: Chemical and Pharmaceutical Bulletin Volume: 66 Issue: 8 Pages: 826-829
  • DOI: 10.1248/cpb.c18-00264
  • NAID: 130007429555
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • Year and Date: 2018-08-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure Analysis of Marine Natural Products and Their Binding Position Analysis on the Target Molecules by Using Mass Spectrometry (2018)
  • Author(s): Kita Masaki
  • Journal Title: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan Volume: 76 Issue: 5 Pages: 442-445
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.76.442
  • NAID: 130006733942
  • ISSN: 0037-9980, 1883-6526
  • Year and Date: 2018-05-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis of the trisoxazole macrolactone of mycalolides via template-directed E-selective ring-closing metathesis (2018)
  • Author(s): Kita Masaki、Watanabe Shun、Oka Hirotaka、Kigoshi Hideo
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 59 Issue: 41 Pages: 3664-3668
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2018.08.058
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Specific protein-labeling and ligand-binding position analysis with amidopyrene probes as LDI MS tags (2018)
  • Author(s): Watanabe Rei、Hu Yaping、Iio Keita、Yoneda Kozo、Hattori Atsunori、Arai Atsushi、Kigoshi Hideo、Kita Masaki
  • Journal Title: Organic & Biomolecular Chemistry Volume: 16 Issue: 42 Pages: 7883-7890
  • DOI: 10.1039/c8ob02222d
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New information on endemic wild Cuban solenodon or almiqui (<i>Solenodon cubanus</i>) in Cuba (2018)
  • Author(s): 大舘 智志、エチェニケ-ディアス ラザロ、ベゲ-キアラ ヘラルド、溝田 浩二、北 将樹
  • Journal Title: Honyurui Kagaku (Mammalian Science) Volume: 58 Issue: 2 Pages: 204-204
  • DOI: 10.11238/mammalianscience.58.204
  • NAID: 130007583698
  • ISSN: 0385-437X, 1881-526X
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] タンパク質間相互作用を誘導する天然物の新展開 (2020)
  • Author(s): 北将樹
  • Organizer: 第100回日本化学会春季年会・中長期シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] リガンド解離型ピレンプローブを用いたリガンド結合様式の解析 (2020)
  • Author(s): 荒井厚志, 小幡紘平, 服部篤紀, 渡邊礼, 胡亜萍, 飯尾啓太, 米田耕三, 木越英夫, 北将樹
  • Organizer: 日本化学会第100春季年会
• [Presentation] Stylissatin Aの抗炎症および抗肥満活性の作用機序の解明 (2020)
  • Author(s): 張夢華, 砂場大輝, Yiting Sun, 柴田貴広, 佐々木一憲, 礒田博子, 木越英夫, 北将樹
  • Organizer: 日本化学会第100春季年会
• [Presentation] 食虫動物トガリネズミ由来の麻痺性神経毒ペプチドの構造と生物活性 (2020)
  • Author(s): 森田真布, 武仲敏子, 別所学, Maturana D. Andres, 木越英夫, 大舘智志, 上村大輔, 北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会2020年度大会
• [Presentation] 生理活性蛍光リガンドを用いた標的分子の結合様式解析 (2019)
  • Author(s): 北将樹
  • Organizer: 理研シンポジウム・第14回有機合成化学のフロンティア
  • Invited
• [Presentation] Bioorganic Studies on the Key Natural Products from Venomous Mammals and Marine Invertebrates. (2019)
  • Author(s): Kita, M.
  • Organizer: 8th International Conference of the Indonesian Chemical Society (ICICS 2019)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 切れ味の良い分子を自然界にもとめて (2019)
  • Author(s): 北将樹
  • Organizer: 第３回函館セミナー
  • Invited
• [Presentation] 哺乳類由来の神経毒の化学生物学研究 (2019)
  • Author(s): 北将樹
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会・シンポジウム『トキシン』の織りなす多元的世界
  • Invited
• [Presentation] 哺乳動物毒における化学コミュニケーションの解明 (2019)
  • Author(s): 北将樹
  • Organizer: 新学術領域（研究領域提案型）「化学コミュニケーションのフロンティア」第5回公開シンポジウム
• [Presentation] Stylissatin Aの抗炎症及び抗肥満活性に関する研究 (2019)
  • Author(s): 張夢華, 砂場大輝, Yiting Sun, 柴田貴広, 佐々木一憲, 礒田博子, 木越英夫，北将樹
  • Organizer: 第61回天然有機化合物討論会
• [Presentation] 切れ味の良い分子を自然界にもとめて (2019)
  • Author(s): 北将樹
  • Organizer: 第１回名大・岐阜大農学シンポジウム
• [Presentation] 哺乳動物毒における化学コミュニケーションの解明 (2019)
  • Author(s): 北将樹
  • Organizer: 新学術領域（研究領域提案型）「化学コミュニケーションのフロンティア」第6回公開シンポジウム
• [Presentation] 哺乳類由来の神経毒の化学生物学研究 (2019)
  • Author(s): 北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会 2019年度東京大会 シンポジウム・ケミカルバイオロジーに基づく化学コミュニケーションの理解と制御
  • Invited
• [Presentation] リガンド解離型ピレンプローブを用いた標的分子の結合位置解析 (2019)
  • Author(s): 荒井厚志，服部篤紀，渡邊礼，胡亜萍，飯尾啓太，米田耕三，木越英夫，北将樹
  • Organizer: 日本化学会 第99春季年会
• [Presentation] Stylissatin Aの抗炎症及び抗肥満活性に関する研究 (2019)
  • Author(s): Yiting Sun，張夢華, 砂場大輝，柴田貴広, 佐々木一憲, 礒田博子, 木越英夫，北将樹
  • Organizer: 日本化学会 第99春季年会
• [Presentation] 海洋天然物アプリロニンAの標的分子における結合位置解析および作用機序の解明 (2019)
  • Author(s): 井熊純也，瀬口由宇，山岸航大，中根玄貴，臼井健郎，木越英夫，北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会2019年度東京大会
• [Presentation] アクチン作用性天然物を基盤とした抗腫瘍性リガンドおよび新規ケミカルツールの開発 (2019)
  • Author(s): 藤枝あかり，高橋桃子，二木健太郎，木越英夫，北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会2019年度東京大会
• [Presentation] PPI-inducing marine macrolide (2018)
  • Author(s): Masaki Kita
  • Organizer: 6th Yangtze River Delta International Symposium on Marine Drugs
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Stylissatin Aの抗炎症及び抗肥満活性に関する研究 (2018)
  • Author(s): 張夢華，砂場大輝，佐々木一憲，礒田博子，木越英夫，北将樹
  • Organizer: Stylissatin Aの抗炎症及び抗肥満活性に関する研究
• [Presentation] リガンド解離型ピレンプローブを用いた標的分子における結合位置解析 (2018)
  • Author(s): 北将樹，渡邊礼，服部篤紀，胡亜萍，飯尾啓太，米田耕三，木越英夫
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー学会第13回年会
• [Presentation] 哺乳類由来の神経毒の化学生物学研究 (2018)
  • Author(s): 北将樹
  • Organizer: 第65回トキシンシンポジウム
• [Presentation] 超保存エレメントに基づく真無盲腸目Eulipotyphlaのゲノム系統分析 (2018)
  • Author(s): 佐藤淳、Tessa M. Bradford、Kyle N. Armstrong、Stephen C. Donnellan、Lazaro M. Echenique-Diaz、 Gerardo Begue-Quiala、Jorgelino Gamez-Diez、山口誠之、Son Truong Nguyen、北将樹、大舘智志
  • Organizer: 日本哺乳類学会2018年度大会
• [Presentation] 生理活性ペプチド Stylissatin A の構造活性相関研究およびケミカルプローブの合成 (2018)
  • Author(s): Yiting Sun，砂場大輝，張夢華, 木越英夫，北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会 第183回中部支部例会
• [Presentation] Stylissatin Aの抗炎症および抗肥満活性に関する研究 (2018)
  • Author(s): 張夢華，砂場大輝，Yiting Sun, 柴田貴広, 佐々木一憲, 礒田博子, 木越英夫，北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会 第183回中部支部例会
• [Presentation] 海洋天然物アプリロニンAの標的分子における結合位置解析および作用機序の解明 (2018)
  • Author(s): 井熊純也，瀬口由宇，山岸航大，中根玄貴，臼井健郎，木越英夫，北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会 第183回中部支部例会
• [Presentation] 海洋天然物アプリロニンAの構造簡略化を指向した人工類縁体の設計と合成 (2018)
  • Author(s): 藤枝あかり，高橋桃子，二木健太郎，木越英夫，北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会 第183回中部支部例会
• [Presentation] リガンド解離型ピレンプローブを用いた標的分子における結合位置解析 (2018)
  • Author(s): 荒井厚志，服部篤紀，渡邊礼，胡亜萍，飯尾啓太，米田耕三，木越英夫，北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会 第183回中部支部例会
• [Presentation] トガリネズミ由来の麻痺性神経毒ペプチドの構造と生物活性 (2018)
  • Author(s): 武仲敏子，別所学，Andres D. Maturana，木越英夫，大舘智志，上村大輔，北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会 第183回中部支部例会
• [Presentation] キューバ産植物由来の抗炎症物質の探索研究 (2018)
  • Author(s): 蛭川美奈子，Lazaro M. Echenique-Diaz，溝田浩二，大舘智志，Gerardo Begue-Quiala, Jorge L. Delgado Labanino, Jorgelino Gamez Diez, 北将樹
  • Organizer: 日本農芸化学会 第183回中部支部例会
• [Presentation] 哺乳類由来の神経毒の化学生物学研究 (2018)
  • Author(s): 北将樹，武仲敏子，別所学，Andres D. Maturana，木越英夫，大舘智志，上村大輔
  • Organizer: 第60回天然有機化合物討論会
• [Presentation] Specific protein-labeling and ligand-binding position analysis with amidopyrene probes as LDI MS tags (2018)
  • Author(s): Masaki Kita
  • Organizer: 日中韓フォーサイト事業アジア化学プローブ研究拠点 A3CPRH年会
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 名古屋大学 大学院生命農学研究科 天然物ケミカルバイオロジー研究室
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~chembio/index.html
• [Remarks] 名古屋大学・大学院生命農学研究科・天然物ケミカルバイオロジー研究室（研究代表者のホームページ）
  • URL: https://mkita64.wixsite.com/mysite
• [Patent(Industrial Property Rights)] 質量分析用プローブ (2019)
  • Inventor(s): 北将樹，木越英夫
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人名古屋大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2019-119846
  • Filing Date: 2019