2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of on-demand bioconjugation/deconjugation methods
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19K05707
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
渡邊 賢司 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (90631937)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | インドリジン / 光反応 / カルボン酸 / アミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、タンパク質やペプチドなどの生体分子に機能性分子を官能基・部位選択的に化学修飾し、狙った状況や環境、タイミングで機能性分子を解離する新たな方法論の開発に取り組んでいる。これまで、光応答的に化合物を放出する3-アシルインドリジンの化学反応の開発に成功している(Organic Letters 2020, 22(14), 5434-5438)。本反応の有用性を高めるために、ペプチドカップリングに広く使用されている縮合試薬を用いて、カルボン酸から3-アシルインドリジンを温和な条件で、直接的に合成する手法の開発を行った。本研究成果については、査読付き国際論文雑誌にて公開された（The Journal of Organic Chemistry 2021, 2021, 86(17), 11822-11834）。また、発表雑誌のSupplementary Journal Coverに採択された。この他、国内学会（4件）および国際学会（3件）で口頭発表を行った。さらに、本研究に関連して出願を行なっていた国際特許が公開された（国際特許番号WO 2021/177343 A1）。最後に、アミンやアミド、チオールの光応答的な化合物の連結と放出を行う新たな光反応の開発に取り組んだ。特に、アミンと3-アシルインドリジンとの光応答的なアミド化反応について進展が見られた。幅広い官能基を持つアミンを光応答的に3-アシルインドリジンに連結できることが分かった。本反応は、紫外光などの短波長光よりもエネルギーの低い赤色光の短時間の照射で進行することが特長である。本研究成果について論文投稿に向けた準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アミンとインドリジンとの光応答的なアミド化反応に進展が見られた。紫外光などの短波長光によって容易に分解されるジアジニル基、アリールアジド基、クマリンメチルエステル基が共存する中で光反応を行なっても、こらの官能基を損なうことなく目的のアミド化反応が進行することが分かった。さらに、抗菌活性を示す環状ペプチドであるダプトマイシンにインドリジンを修飾し、インドリジンの光反応を介して様々な機能性アミンを効率良く導入できることを実証した。これらの進展があったことから、おおむね研究は順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
インドリジンを基盤とする化合物の放出および連結反応について、引き続き研究を進める。昨年度に確立したアミンとインドリジンとの光応答的な連結反応について論文公開を行う。また、本研究で開発した光反応素子の生体内応用を意識して、光反応を効率的に進行させる担体分子の開発などに取り組む予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度はおおむね研究が順調に進行し、研究費の一部に未使用分が生じた。次年度は、光反応を効率的に進行させる担体の開発などに取り組む。実験を進める上で、外部刺激に応答する有機化合物と金属錯体の複合体を合成し、反応混合物から分離する必要がある。迅速な分離精製を可能とするため、遠心分離機一式を導入する予定である。また、必要に応じて論文投稿のための英文校正費用や投稿料、各種学会での発表のための参加費や旅費にも活用したいと考えている。
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