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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of cell penetrating peptide utilizing the charactaristic of disubstituted amino acid

Research Project

Project/Area Number 17H07269
Research InstitutionOsaka University of Pharmaceutical Sciences

Principal Investigator

加藤 巧馬  大阪薬科大学, 薬学部, 助教 (20805296)

Project Period (FY) 2017-08-25 – 2019-03-31
Keywords非天然型アミノ酸 / ペプチド / 二次構造解析 / ヘリックス構造 / 細胞膜透過性
Outline of Annual Research Achievements

ジ置換アミノ酸を含有するペプチドの二次構造並びに細胞膜透過性の評価と非天然型アミノ酸からなるペプチドのX線結晶構造解析を行った。
ジ置換アミノ酸を含有するペプチドの二次構造並びに細胞膜透過性の評価:昨年までに膜透過に有利に働くとされる塩基性官能基としてアミノ基ないしグアニジノ基を有し、側鎖が環状構造を取っている新規ジ置換アミノ酸を合成している。また、そのアミノ酸をアルギニンと組み合わせることで高い膜透過性を示すことを期待したペプチドの合成も行っていた。本年度は、CDスペクトル測定による溶液中でのペプチド二次構造評価と、培養細胞を用いた細胞膜透過性評価や細胞毒性試験などを行った。評価の結果、ジ置換アミノ酸を含有するペプチドは10残基という比較的短い鎖長であっても、天然のアミノ酸であるアルギニンのみからなるペプチドに比べて、ヘリックス構造を安定して取っていることが明らかになった。また、細胞膜透過性について評価したところ、アルギニンのみからなるペプチドは、細胞との接触時間が長くなるにつれて細胞内取り込み量が減少していたことに対して、ジ置換アミノ酸を含有するペプチドは細胞との接触時間が長くなるにつれて、細胞内への取り込み量が増加することが明らかになった。
非天然型アミノ酸からなるペプチドのX線結晶構造解析:溶液状態の二次構造はCDスペクトルの測定により推定することができるが、固体状態の二次構造をX線結晶構造解析により確認することで、その二次構造についてより正確に論じることができる。ペプチドの結晶化はその鎖長や構成アミノ酸により難易度が大きく異なってくるが、本年度はアスパラギン酸の側鎖をエステル化したポリペプチドの結晶化並びにX線結晶解析を行うことで、非天然型アミノ酸を含有するペプチドのX線結晶構造解析を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Secondary structures and cell-penetrating abilities of arginine-rich peptide foldamers2019

    • Author(s)
      Oba Makoto、Nagano Yu、Kato Takuma、Tanaka Masakazu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 1349

    • DOI

      10.1038/s41598-018-38063-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal structure of N-{N-[N-(tert-butoxycarbonyl)-L-α-aspartyl]-L-α-aspartyl}-L-α-aspartic acid 14,24,34-trimethyl ester 31-2-oxo-2-phenylethyl ester {Boc-[Asp(OMe)]3-OPac}2019

    • Author(s)
      Kato Takuma、Kishimoto Saki、Asano Akiko、Doi Mitsunobu
    • Journal Title

      Acta Crystallographica Section E Crystallographic Communications

      Volume: 75 Pages: 585~588

    • DOI

      10.1107/S2056989019004596

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell-Penetrating Peptides Using Cyclic α,α-Disubstituted α-Amino Acids with Basic Functional Groups2018

    • Author(s)
      Kato Takuma、Oba Makoto、Nishida Koyo、Tanaka Masakazu
    • Journal Title

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      Volume: 4 Pages: 1368~1376

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.8b00180

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Left-Handed Helix of Three-Membered Ring Amino Acid Homopeptide Interrupted by an N?H・・・Ethereal O-Type Hydrogen Bond2018

    • Author(s)
      Koba Yurie、Ueda Atsushi、Oba Makoto、Doi Mitsunobu、Kato Takuma、Demizu Yosuke、Tanaka Masakazu
    • Journal Title

      Organic Letters

      Volume: 20 Pages: 7830~7834

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.8b03331

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Aib含有ペプチドフォルダマーを用いたプラスミドDNAデリバリー2019

    • Author(s)
      大庭 誠, 伊藤 有理香, 加藤 巧馬, 田中 正一
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
  • [Presentation] ヘリカルペプチドフォルダマーをキラル源とする不斉触媒反応の開発2019

    • Author(s)
      梅野 智大, 上田 篤志, 加藤 巧馬, 土井 光暢, 田中 正一
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
  • [Presentation] 非天然型アミノ酸を含有するペプチドフォルダマーの二次構造と膜透過機能2018

    • Author(s)
      大庭 誠, 永野 優, 加藤 巧馬, 田中 正一
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第13回年会
  • [Presentation] Design and Synthesis of Cyclic Disubstituted Amino Acids for Development of Cell Penetrating Peptide2018

    • Author(s)
      Takuma Kato, Akiko Asano, Makoto Oba, Masakazu Tanaka, Mitsunobu Doi
    • Organizer
      10th International Peptide Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Helical peptide-catalyzed asymmetric Michael addition reactions of malonates to cyclic enones2018

    • Author(s)
      Tomohiro Umeno, Atsushi Ueda, Takuma Kato, Mitsunobu Doi, Masakazu Tanaka
    • Organizer
      10th International Peptide Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of a Chiral Three-Membered Ring α,α-Disubstituted α-Amino Acid Having Two Methyl Groups and Conformational Analysis of its Peptides2018

    • Author(s)
      Hikaru Ikeda, Atsushi Ueda, Makoto Oba, Takuma Kato, Mitsunobu Doi, Masakazu Tanaka
    • Organizer
      10th International Peptide Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 大阪薬科大学 研究室一覧 分子構造化学研究室

    • URL

      https://www.oups.ac.jp/kenkyu/kenkyuushitu/bunshik.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

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