2021 Fiscal Year Research-status Report

解糖系やグルタミン代謝を標的とする抗腫瘍化合物の探索と化学生物学的な作用機序解明

Research Project

Project/Area Number	19K05726
Research Institution	Microbial Chemistry Research Foundation
Principal Investigator	竹内倫文公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 研究員 (40516176)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	エネルギー代謝 / 化学生物学 / 天然物 / 放線菌 / 阻害剤
Outline of Annual Research Achievements	がんは，様々な遺伝子変異の蓄積によって解糖系やグルタミン代謝などのエネルギー代謝経路を変化させて生存・増殖を有利にする．したがって，がんの代謝を阻害する化合物は，がん特有の代謝経路を利用した抗がん剤の候補として期待される．本研究ではグルタミン代謝補償試験を用い，グルタミンの代謝に影響を与えうる化合物を放線菌の培養液から探索した．グルタミン代謝補償試験はグルタミンまたはジメチルケトグルタル酸 (DMKG) を含む培地で培養した細胞に対する薬剤感受性を評価するものである．グルタミンはケトグルタル酸 (KG) に代謝されクエン酸回路に導入される．DMKG は KG に代謝されグルタミン代謝を補償する．したがって，前者の培地選択的に毒性を示す化合物はグルタミン代謝に影響を及ぼすことが期待される．本探索から得られた放線菌の培養液を，グルタミン代謝補償活性を指標に各種クロマトグラフィーで精製し，新規アシルジペプチドmicromonosporamide Aを得た．本天然物の平面構造は各種スペクトル解析により決定した．本天然物は微量しか得られず，誘導化による立体配置の解析が困難であった．そこで，各構成アミノ酸のすべての立体配置を化学合成し，天然物の酸加水分解物とLCMS保持時間を比較することで，構成アミノ酸の相対立体配置を決定した．構成アミノ酸の絶対立体配置は改良Marfey法を用いて決定した．続いて，本天然物を合成することにより，その立体配置を確定することができた．本天然物はグルタミン依存的な細胞増殖抑制活性を示した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason グルタミン代謝補償試験を用いグルタミンの代謝に影響を及ぼす化合物を探索した．その結果，グルタミン代謝に影響を及ぼす放線菌の培養液を得た．生物活性を指標に本培養液を繰り返し精製し細胞内のグルタミン量を減少させる分子量約534の新規天然物を得た．各種スペクトル測定により本天然物の平面構造を決定できた．本天然物は微量しか得られず，誘導化による立体配置の解析が困難であった．そこで，各構成アミノ酸のすべての立体配置を化学合成し，天然物の酸加水分解物とLCMS保持時間を比較することで，構成アミノ酸の相対立体配置を決定した．構成アミノ酸の絶対立体配置は改良Marfey法を用いて決定した．続いて，本天然物を全合成することにより，その立体配置を確定することができた．本天然物はグルタミン依存的な細胞増殖抑制活性を示した．
Strategy for Future Research Activity	研究計画に従い，新規天然物の構造活性相関研究を行う．さらに適切な分子プローブへと導き本天然物の化学生物学的な作用機序解析を行う．
Causes of Carryover	研究計画に従い，新規天然物の構造活性相関研究を行う．さらに適切な分子プローブへと導き本天然物の化学生物学的な作用機序解析を行う．