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2011 Fiscal Year Annual Research Report

超分子ヘムタンパク質モデルによる二原子分子の捕捉とその医薬品化学への応用

Research Project

Project/Area Number 21350097
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

加納 航治  同志社大学, 理工学部, 教授 (60038031)

Keywordsシクロデキストリン二量体 / 鉄ポルフィリン / 青酸中毒解毒作用 / ヒドロキソコバラミン / イミダゾール配位 / 動物実験 / 血清タンパク質 / 超分子化学
Research Abstract

これまでに、アニオン性鉄ポルフィリン(FeTPPS)とパーメチル化β-シクロデキストリン二量体(hemoCD)との包接錯体が、酸素、一酸化炭素あるいはまた一酸化窒素を可逆的に捕捉し、これまでにないヘモグロビン(Hb)あるいはミオグロビン(Mb)モデルとして機能することを明らかにしてきた。hemoCDは基本的にHbやMbと同じ機能を発揮するため、人工の酸素運搬体や一酸化炭素除去剤としての作用があることが分かっている。2011年度は新たに、青酸中毒解毒作用のある超分子の開発を試みた。青酸アニオン(CN^-)は鉄(III)ポルフィリンに結合する性質がある。そのため我が国では、青酸中毒解毒は、Hbを亜硝酸アミルで一部酸化してFe(III)のmet-Hbとし、この酸化型Hbへの青酸アニオンの配位を利用して行っている。しかしこの方法は大きな危険性を含んでおり望ましい方法とは言えない。一方、ヒドロキソコバラミン(ビタミンB_<12>)を用いる方法も開発されている。我々は、まずmet-hemoCDと青酸アニオンとの結合について詳細に検討した。フラスコ内ではmet-hemoCDはCN^-と強く結合するが、ラットの血液中ではmet-hemoCDは生体内にある還元剤によりhemoCDとなりCN^-結合能が消失し、代わって内因性一酸化炭素を捕捉して尿中に排出されることが明らかとなった。そこで、新たなCN^-捕捉超分子として、イミダゾールをリンカー中央部に有し、2つのシクロデキストリン単位がアミド結合で結ばれたシクロデキストリン二量体(1m3CD)のFe(III)TPPS錯体を用いた。この超分子は血液中でも還元されず、かつCN^-結合能はmet-hemoCDよりも優れていた。ビタミンB_<12>は解毒剤として血中に投与されると血清タンパク質に取り込まれCN^-結合能が著しく減少するが、Fe(III)TPPS/Im3CDの血清タンパク質との結合は非常に弱く、血液中でもCN^-捕捉能の著しい低下は認められなかった。さらに、CN^-を捕捉したFe(III)TPPS/Im3CDは速やかに尿中へ排出されるため、血清タンパク質と結合することにより長時間体内に留まるビタミンB_<12>よりも、解毒剤としての優れた性能を保有していることが分かった。

  • Research Products

    (23 results)

All 2012 2011

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (17 results)

  • [Journal Article] Supramolecular dioxygen receptors composed of an anionic water-soluble porphinatoiron(II) and cyclodextrin dimers2012

    • Author(s)
      加納航治
    • Journal Title

      Dalton Trans.

      Volume: 41 Pages: 453-461

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gold Nanoparticles Carrying Diatomic Molecules (O_2 and CO) in Aqueous Solution2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Journal Title

      Chem.Asian J.

      Volume: 6 Pages: 825-833

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Calorimetric Study on Coordination of Tridentate Imidazolyl Calix[6]arene Ligands to Zinc Ion in Organic Solvents2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Journal Title

      Inorg.Chem.

      Volume: 50 Pages: 6353-6360

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation and Function of Poly(acrylic acid)s Modified by Supramolecular Complex Composed of Porphinatoiron and a Cyclodextrin Dimer That Binds Diatomic Molecules (O_2 and CO) in Aqueous Solution2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Journal Title

      Chem.Asian J.

      Volume: 6 Pages: 2946-2955

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Supramolecular Ferric Porphyrins as Cyanide Receptors in Aqueous Solution2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Journal Title

      ACS Med.Chem.Lett.

      Volume: 2 Pages: 943-947

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functionalization of a protein surface with per-O-methylated β-cyclodextrin2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Journal Title

      Biopolymers

      Volume: 97 Pages: 11-20

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ポルフィリンーシクロデキストリン超分子錯体の細胞導入2012

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-28
  • [Presentation] 鉄(III)ポルフィリン超分子とヒドロキソコバラミンとのシアン化物イオン捕捉能の比較2012

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] 酸素運搬体としてのシクロデキストリン/デンドロン型ポルフィリン超分子錯体2012

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] ペルオキシダーゼ超分子モデルの水中における酸化反応中間体2012

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] イミダゾール金属錯体生成に関する熱力学的パラメータ2012

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] シクロデキストリン/水溶性金属ポルフィリン超分子錯体の酸化還元挙動2012

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] 水中で機能する超分子ミオグロビンモデル化合物のNMRによる構造解析2012

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] 水中におけるペルオキシダーゼモデル錯体とメタクロロ過安息香酸との反応2012

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(横浜)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] Cyclodextrin/iron porphyrin supramolecules as heme protein models2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      II European Conference on Cyclodextrins
    • Place of Presentation
      Indirizzo (Asti, Italy)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-04
  • [Presentation] ウィルスキャプシドタンパク質と水溶性カチオン性ポルフィリンとの相互作用2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      48回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(札幌)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] オクタアルギニンを用いた超分子COレセプターの細胞導入2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      48回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(札幌)
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] 超分子青酸レセプターの開発2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      第28回シクロデキストリンシンポジウム
    • Place of Presentation
      秋田ビューホテル(秋田)
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] 超分子ヘムタンパク質モデル(hemoCD)によるスルフィドの酸化反応2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      第28回シクロデキストリンシンポジウム
    • Place of Presentation
      秋田ビューホテル(秋田)
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] PEG化デンドリマーを修飾したhemoCDによる生体内での酸素運搬2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      第28回シクロデキストリンシンポジウム
    • Place of Presentation
      秋田ビューホテル(秋田)
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] Supramolecular Cyanide Ion Receptors that Function in the Body2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      6th Asian Cyclodextrin Conference
    • Place of Presentation
      The Australian National Univ.(Canberra, Australia)
    • Year and Date
      2011-08-30
  • [Presentation] Synthesis and Pharmacokinetics of Gold Nanoparticles that Carry Diatomic Molecules (O_2 and CO) in Aqueous Solution2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      6th Asian Cyclodextrin Conference
    • Place of Presentation
      The Australian National Univ.(Canberra, Australia)
    • Year and Date
      2011-08-30
  • [Presentation] Reactions of Ferric Porphyrin Encapsulated by Cyclodextrin Dimers with Hydrogen Peroxide2011

    • Author(s)
      加納航治
    • Organizer
      International Symposium on Activation of Dioxygen and Homogeneous Catalytic Oxidation
    • Place of Presentation
      万国津梁館(沖縄)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-05

URL: 

Published: 2013-06-26  

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