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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Synthesis & biological activity of Ru(II)-arene & Ir(III) complexes of multipodal aroylthioures

Research Project

Project/Area Number 18F18412
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

青木 伸  東京理科大学, 薬学部生命創薬科学科, 教授 (00222472)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) JEBITI HARIBABU  東京理科大学, 薬学部, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2018-11-09 – 2021-03-31
Keywordsイリジウム錯体-ペプチドハイブリッド / プログロム化細胞死 / パラトーシス / 発光 / 小胞体 / ミトコンドリア / カルシウム
Outline of Annual Research Achievements

プログラムされた細胞死(Programmed Cell Death, PCD)は、固体の生命維持のために遺伝子によって制御された細胞死である。従来、細胞死は「PCDとしてのカスパーゼ依存性apoptosis」と「受動的な死=necrosis」に分類されていたが、最近necroptosis、autophagic cell death、paraptosisなど多様なPCD様式が明らかになり、それらを利用するがん治療の可能性が指摘されている。
申請者らは、イリジウム(IrIII))錯体と塩基性のKKKGGペプチドのハイブリッド化合物(IPH)ががん細胞のparatosisを誘導することを見出し、その作用機序の解明を目的として本研究を開始した。従来はC3対称性のIr錯体に3分子のKKKGGペプチドを導入していたため、本年度は、KKKGGペプチドの数が2つ、1つである誘導体を合成し、ペプチド数(それに伴う正電荷)と抗がん活性の間に良い相関があることを確認した。次に、paraptosisを誘導すると報告されているcelastrolとの作用機序を比較し、これらが異なる細胞内シグナル伝達経路を経由してがん細胞のparaptosisを誘導することが強く示唆された。そして、i) IPHはカルモジュリンまたはカルモジュリンのCa2+錯体に結合すること、ii) IPHは最初に細胞膜へ移行し、その後ミトコンドリアへ移行すること、iii) IPHはリソソームと小胞体の液胞化を誘導するが、celastrolはリソソームの液胞化を誘導すること、iv) IPHが小胞体からミトコンドリアへのCa2+輸送を促進し、ミトコンドリア膜電位を低下させること、それに対してcelastrolは細胞質内のCa2+濃度を上昇させるが、ミトコンドリア内のCa2+濃度とミトコンドリア膜電位には影響しないこと、などが明らかになった。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (44 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 1 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] N-Subsbtitution in Isatin Thiosemicarbazone Decides Nuclearity of Cu(II) Complexes -Spectroscopic, Molecular Docking and Cytotoxic Studies2021

    • Author(s)
      H. Jebiti, O. I. Alajrawy, K. Jeyelakshmi, C. Balachandran, D. A. Krishnan, N. Bhuvanesh, S. Aoki, and N. Karuppannan, R. Karvembu
    • Journal Title

      Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy

      Volume: 246 Pages: 118963(12pages

    • DOI

      10.1016/j.saa.2020.118963

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Design and Synthesis of Supramolecular Phosphatases Formed from a Bis(Zn2+-Cyclen) Complex, Barbital-Crown-K+ Conjugate and Cu2+ for the Catalytic Hydrolysis of Phosphate Monoester2021

    • Author(s)
      A. B. Rahman, H. Okamoto, Y. Miyazawa, S. Aoki,
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 2021 Pages: 1213-1223

    • DOI

      10.1002/ejic.202001009

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis and Anticancer Properties of Bis and Mono(cationic peptide) Hybrids of Cyclometalated Ir(III) Complexes: Effect of the Number of Peptide Units on Anticancer Activity2021

    • Author(s)
      H. Jebiti, Y. Tamura, K. Yokoi, C. Balachandran, M. Umezawa, K. Tsuchiya, Y. Yamada, and S. Aoki,
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 2021 Pages: 1796-1814

    • DOI

      10.1002/ejic.202100154

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of Metallosupramolecular Phosphatases Based on Combinatorial Self-Assembly of Metal Complexes and Organic Building Blocks for Catalytic Hydrolysis of Phosphate Monoesters2021

    • Author(s)
      S. Aoki, A. B. Rahman, Y. Hisamatsu, Y. Miyazawa, M. Zulkefeli, Y. Saga, T. Tanaka
    • Journal Title

      Results in Chemistry

      Volume: 3 Pages: 100133(20pages

    • DOI

      10.1016/j.rechem.2021.100133

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis, Anticancer and Molecular Docking Studies of New Class of Benzoisoxazolyl-piperidinyl-1,2,3-triazoles2020

    • Author(s)
      G. Muniyappan, S. Kathavarayan, C. Balachandran, E. Kalliyappan, S. M. Mahalingam, A. Ajees A. Salam, S. Aoki, N.Arumugam, A. I. Almansour, R. S. Kumar
    • Journal Title

      The Journal of King Saud University-Science,

      Volume: 32 Pages: 3286-3292

    • DOI

      10.1016/j.jksus.2020.09.012

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Amphiphilic Cationic Triscyclometalated Iridium(III) Complex-Peptide Hybrids Induce Paraptosis-like Cell Death of Cancer Cells via an Intracellular Ca2+-Dependent Pathway2020

    • Author(s)
      K. Yokoi, C. Balachandran, M. Umezawa, K. Tsuchiya, A. Mitric, S. Aoki
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 5 Pages: 6983-7001

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c00337

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis, Characterization, Theoretical, Molecular Docking and in Vitro Biological Activity Studies of Ru(II) (6-p-Cymene) Complexes with Novel Aniline Substituted Aroyl Selenoureas2020

    • Author(s)
      M. Musthafa, R. Konakanchi, R. Ganguly, C. Balachandran, S. Aoki, A. Sreekanth
    • Journal Title

      Journal of Biomolecular Structure and Dynamics

      Volume: none Pages: 1778531

    • DOI

      10.1080/07391102.2020.1778531

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Design and Synthesis of Cyclometalated Iridium(III) Complex-Chromophore Hybrids that Exhibit Long-Emission Lifetimes Based on a Reversible Electronic Energy Transfer Mechanism2020

    • Author(s)
      A. Kazama, Y. Imai, Y. Okayasu, Y. Yamada, J. Yuasa, S. Aoki
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 69 Pages: 6905-6922

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c00363

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protective Effects of p53 Regulatory Agents against High-LET Radiation-Induced Injury in Mice2020

    • Author(s)
      A. Morita, B. Wang, K. Tanaka, T. Katsube, M. Murakami, T. Shimokawa, Y. Nishiyama, S. Ochi, H. Satoh, M. Nenoi and S. Aoki
    • Journal Title

      Frontiers in Public Health

      Volume: 8 Pages: 601124(6pages)

    • DOI

      10.3389/fpubh.2020.601124

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ホウ素中性子捕捉療法を指向したBSH含有ナノ粒子の開発2021

    • Author(s)
      田中 智博、上田 大貴、鈴木 実、櫻井 良憲、青木 伸
    • Organizer
      第55回京都大学複合原子力科学研究所学術講演会(オンライン)
  • [Presentation] ホウ素中性子捕捉療法のためのポリアミン誘導体の創製2021

    • Author(s)
      上田 大貴、田中 智博、鈴木 実、櫻井 良憲、青木 伸
    • Organizer
      第55回京都大学複合原子力科学研究所学術講演会(オンライン)
  • [Presentation] Expression Analysis of Genes Associated with the Radioprotective Effect of p53 Modulator 5CHQ on Acute Intestinal Radiation Injury2021

    • Author(s)
      Takuma Sakai, Akinori Morita, Akinori Kanai, Bing Wang, Atsushi Enomoto, Shohei Ujita, Shin Aoki, Hidetoshi Sato, Masahiro Sakaue, Yuichi Nishiyama1 Toshiya Inaba
    • Organizer
      The 5th International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster and Medical Science-Nucelar Disaster Management, Community Engagement and Resilience
  • [Presentation] Design and Synthesis of Metallosupramolecular Catalysts Formed by the Self-Assembly of Functionalized Building Blocks to Mimic Natural Enzymes2021

    • Author(s)
      Shin Aoki, Akib Bin Rahman, Hirokazu Okamoto, Yuya Miyazawa, and Yutaka Saga
    • Organizer
      5th International Conference on Catalysis and Chemical Engineering (CCE-2021) (online)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of Facile Synthesis of Cyclic Oligosaccharides by One-Pot Glycosylation of Glycosyl Donor/Acceptor Molecules2021

    • Author(s)
      Shin Aoki, Hidehisa Someya, Takehito Seki, Gota Ishigami, nd Tomohiro Tanaka
    • Organizer
      7th International Conference on Biochemistry and Glyco Science
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 多視点画像とCNNを用いたバーチャルスクリーニング2021

    • Author(s)
      釘本 晃佑、古田 諒祐、入江 豪、青木 伸、谷口 行信
    • Organizer
      2021年電子情報通信学会総合大会(オンライン)
  • [Presentation] 3次元点群を用いたタンパク質阻害剤の高速探索2021

    • Author(s)
      苅谷 健、古田 諒祐、入江 豪、青木 伸、谷口 行信
    • Organizer
      2021年電子情報通信学会総合大会(オンライン)
  • [Presentation] Design and Synthesis of Supramolecular Phosphatases Functionalized with Lewis Acid Moieties for Catalytic Hydrolysis of Phosphate Monoester in Two-Phase Solvent System2021

    • Author(s)
      青木 伸、Akib Bin Rahman、岡本 紘知、宮澤 有哉
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会(オンライン)
  • [Presentation] 次の時代の迅速診断・迅速治療に向けた東京理科大学の異分野連携研究2021

    • Author(s)
      青木 伸
    • Organizer
      理化学研究所―東京理科大学合同シンポジウム(オンライン)
    • Invited
  • [Presentation] Identification and Development of Novel Compounds Inhibitory to SARS-CoV-2 Replication (新型コロナウイルスの複製を阻害する新規化合物の同定と開発)2021

    • Author(s)
      Masanori Baba, Mika Okamoto, Shin Aoki, Yoshiki Yagi, Masaaki Toyama, Tomohiro Tanaka, Takuro Niwa
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(オンライン)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] カチオン性ポリマーを用いたホウ素中性子捕捉療法のためのBSH含有ナノ粒子の開発2021

    • Author(s)
      田中智博、上田大貴、鈴木実、櫻井良憲、青木 伸
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(オンライン)
  • [Presentation] ホウ素中性子捕捉療法のための新規ポリアミン誘導体の開発2021

    • Author(s)
      上田大貴、鈴木実、櫻井良憲、田中智博、青木 伸
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(オンライン)
  • [Presentation] シクロメタレート型イリジウム錯体―ペプチドハイブリッドのがん細胞死誘導活性評価およびカルシウム依存的な誘導メカニズムの解析2021

    • Author(s)
      横井 健汰、Chandrasekar Balachandran、青木 伸
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(オンライン)
  • [Presentation] 放射線防護活性を有する2-pyrrolone類の設計、合成、活性評価及びターゲット探索2021

    • Author(s)
      佐藤 秀哉、越智 進太郎、氏田 将平、多田 佳寿美、西山 祐一、松下 洋輔、出口 雄一、鈴木 啓司、田中 義正、植田 弘師、稲葉 俊哉、細井 義夫、森田 明典、青木 伸
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(オンライン)
  • [Presentation] テンプレート上糖鎖合成法を目的とするプロリン型チオグリコシドの設計と合成2021

    • Author(s)
      直井 竜大、田中 智博、青木 伸
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(オンライン)
  • [Presentation] チオガラクトシド供与体を用いるone-pot大環状オリゴ糖合成法の開発2021

    • Author(s)
      石上 剛大 、関 健仁、染谷 英寿、青木 伸
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(オンライン)
  • [Presentation] シス型に固定されたアゾベンゼン骨格を有するキラル環状化合物の設計と合成2021

    • Author(s)
      芝内涼太、田中智博、青木 伸
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(オンライン)
  • [Presentation] がん細胞のプログラム細胞誘導死を目的としたトリプチセン-ペプチドハイブリッドの合成・設計及び生物活性評価2021

    • Author(s)
      山口 晃平、横井 健汰、青木 伸
    • Organizer
      日本薬学会第141年会(オンライン)
  • [Presentation] シクロメタレート型イリジウム錯体―カチオン性ペプチドハイブリッドによるがん細胞のパラトーシス誘導と作用機序2020

    • Author(s)
      青木伸、横井健汰、Chandrasekar Balachandran、Haribabu Jebit、小山田有紗、梅澤雅和、土屋好司
    • Organizer
      第14回バイオ関連化学シンポジウム(オンライン)
  • [Presentation] Design, Synthesis, and Photophysical and Biological Property of Hybrid Compounds of Cyclometalated Iridium(III) Complexes with Peptides and Chromophores2020

    • Author(s)
      Shin Aoki, Kenta Yokoi, Chandrasekar Balachandran, Haribabu Jebiti, Abdullah-Al Masum, Ayami Kazama and Kana Naito
    • Organizer
      International Webinar on Chemistry and Biology: Sustainable Progress of Human Civilization
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ホウ素中性子線捕捉療法のためのBSH含有ナノ粒子の創製2020

    • Author(s)
      田中智博、上田大貴、鈴木実、櫻井良憲、青木伸
    • Organizer
      第64回日本薬学会関東支部大会(オンライン)
  • [Presentation] Design, Synthesis and Anticancer Properties of Bis-, and Mono(Cationic Peptide) Hybrids of Ir(III) Complexes: Effect of the Number of Peptide Units on Anticancer Activity2020

    • Author(s)
      Haribabu Jebiti, Yuichi Tamura, Kenta Yokoi, Chandrasekar Balachandran, and Shin Aoki
    • Organizer
      第64回日本薬学会関東支部大会(オンライン)
  • [Presentation] Design and Synthesis of Supramolecular Phosphatase Mimics Formed by the Self-Assembly of Monoalkylated Bis(Zn2+-cyclen) Complex, Copper and Functionalized Diimide Units2020

    • Author(s)
      Akib Bin Rahman, Yuya Miyazawa, Shin Aoki
    • Organizer
      第64回日本薬学会関東支部大会(オンライン)
  • [Presentation] カルシウム依存的ながん細胞死を誘導するシクロメタレート型イリジウム錯体―ペプチドハイブリッドの設計、合成および生物学的評価2020

    • Author(s)
      横井健汰、Balachandran Chandrasekar、青木伸
    • Organizer
      第64回日本薬学会関東支部大会(オンライン)
  • [Presentation] BNCT用ポリアミン誘導体の設計・合成および生物学的評価2020

    • Author(s)
      上田大貴、田中 智博、鈴木 実、櫻井 良憲、青木伸
    • Organizer
      第64回日本薬学会関東支部大会(オンライン)
  • [Presentation] 放射線防護活性を有する2-pyrrolone類縁体の設計、合成、活性評価及び標的分子の探索2020

    • Author(s)
      佐藤秀哉、越智進太郎、水野皓介、氏田将平、多田佳寿美、松下洋輔2、出口雄一、鈴木啓司、田中義正、植田弘師、稲葉俊哉、細井義夫、森田明典、青木伸
    • Organizer
      第64回日本薬学会関東支部大会(オンライン)
  • [Presentation] Design and Synthesis of Cyclometalated Iridium (III) Complex-Peptide Hybrids that Induce Paraptosis of Cancer Cells,2020

    • Author(s)
      Shin Aoki
    • Organizer
      Webinar on Dementia Congress, Biotechnology Congress, Chemistry and Toxicology Congress 2020
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Design and Synthesis of Cyclometalated Iridium(III) Complex-Chromophore Hybrids that Have Long Emission Lifetimes Based on a Reversible Electronic Energy Transfer (REET) Mechanism2020

    • Author(s)
      Shin Aoki, Ayami Kazama, Kenta Yokoi, Yasuyuki Yamada, and Junpei Yuasa
    • Organizer
      錯体化学会第70回討論会(オンライン)
  • [Presentation] Design, Synthesis and Anticancer Activity of Bis-, and Mono(Cationic Peptide) Hybrids of Cyclometalated Iridium(III) Complexes: Effect of the Number of Peptide Units on Anticancer Property2020

    • Author(s)
      Haribabu Jebiti, Kenta Yokoi,Yuichi Tamura, Chandrasekar Balachandran, and Shin Aoki
    • Organizer
      錯体化学会第70回討論会(オンライン)
  • [Presentation] Amphiphilic Cationic Triscyclometalated Iridium(III) Complex-Peptide Hybrids Induce Paraptosis of Cancer Cells via Ca2+ Transfer from ER to Mitochondria2020

    • Author(s)
      Kenta Yokoi, Chandrasekar Balachandran, and Shin Aoki
    • Organizer
      錯体化学会第70回討論会(オンライン)
  • [Presentation] Design, Synthesis, and Biological Evaluation of Luminescent Cyclometalated Iridium(III) Complex-Peptide Hybrids for the Detection and Programmed Cell Death Induction of Cancer Cells2020

    • Author(s)
      Shin Aoki, Kenta Yokoi, Heribabu Jebiti, Chandrasekar Balachandran
    • Organizer
      6th International Electronic Conference on Medicinal Chemistry (Online)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホウ素中性子捕捉療法のための環状ポリアミン誘導体の開発2020

    • Author(s)
      上田 大貴、田中 智博、鈴木 実、櫻井 良憲、青木 伸
    • Organizer
      東京理科大学・日本医科大学第7回合同シンポジウム(オンライン)
  • [Presentation] 放射線防護活性を有する2-Pyrrolone類の設計、合成、活性評価及び標的探索2020

    • Author(s)
      佐藤 秀哉、越智 進太郎、森田 明典、青木 伸
    • Organizer
      東京理科大学・日本医科大学第7回合同シンポジウム(オンライン)
  • [Remarks] Lighting Up Iridium Complexes

    • URL

      https://researchoutreach.org/articles/lighting-up-iridium-complexes/

  • [Remarks] Lighting Up Iridium Complexes (video abstract)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=CTbNlQSMtA4

URL: 

Published: 2021-12-27  

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