2014 Fiscal Year Research-status Report
環状ペプチドPF1171類の三次元構造に着目した活性発現機構研究
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26850068
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
増田 裕一 東北大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (90617755)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 環状ペプチド / 固相合成 / X線結晶構造解析 / 核磁気共鳴 / コンホメーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環状ペプチドPF1171類は、カイコに対して経口投与で麻痺を引き起こし、ヒト培養細胞ではアポリポタンパク質Bの産生を抑制することから、その活性発現機構に興味が持たれる。PF1171類は、アントラニル酸やピペコリン酸などの特殊な環状アミノ酸を含有しており、これらが活性コンホメーションの形成に関与していることが予想される。本研究は、PF1171類の三次元構造に着目し、有機化学的手法と機器分析法を駆使して、活性発現機構を解明することを目的としている。
H26年度は、誘導体合成を指向して、PF1171類の固相法を用いた全合成を行った。スプリット＆ミックス合成が容易なブロック状固相担体（Lantern）を用い、ペプチド鎖の伸長をFmoc法により行った。求核性が弱いアントラニル酸の芳香族アミンに対する縮合は、トリホスゲンとコリジンを用いて系中で酸クロライドを発生させる方法を用いることにより、高収率で進行させることができた。固相から切り出した後、鎖状ペプチドを液相で環化することで、PF1171A、C、F、Gの初の全合成を達成した。合成したPF1171類をカイコの4令幼虫に投与したところ、顕著な麻痺活性を示し、その活性の強さは天然物と同程度であることを確認した。
PF1171Fの単結晶のX線結晶構造解析を行った結果、4つの分子内水素結合の存在が確認され、これらがコンホメーションの維持に重要な役割を果たしていることが示唆された。同時に、核磁気共鳴法（NMR）による構造解析を行い、得られた核間距離情報と二面角情報を満たすコンホメーションを分子力学計算プログラムのMacroModelを用いて探索した結果、PF1171Fは重クロロホルム中において上述の単結晶構造とほぼ同じコンホメーションを形成していることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
H26年度に計画していたPF1171類の全合成および三次元構造解析を完了した。さらに、本研究成果を原著論文（Masuda, Y. et al., J. Org. Chem. 2014, 79, 7844-7853)として出版し、PF1171類の初の全合成として報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
H26年度に構築した三次元構造モデルを基に、誘導体を設計・合成する。誘導体合成は、固相ペプチド合成により20 ～ 30種類を並行して行う。合成した誘導体のカイコに対する麻痺活性を評価し、活性に大きな差異が認められたものを中心に三次元構造を解析し、天然物と比較する。また、PF1171誘導体のヒト肝癌細胞HepG2に対するアポリポタンパク質B産生抑制活性を、ELISAを用いた比色定量により評価する。顕著な抑制活性を示した誘導体をもとに次世代のリード化合物を設計・合成し、新規高脂血症治療薬の開発を目指す。
構造－活性相関の結果を基にして、PF1171類に光反応基やビオチンを導入して分子プローブとし、標的タンパク質の探索を行う。合成したプローブをカイコ培養細胞BM-Nならびにヒト培養細胞HepG2の細胞破砕液中でインキュベーションした後、アビジンビーズに固定化して標的タンパク質を釣り上げる。得られたタンパク質はLC-MS/MSにより解析する。
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[Journal Article] Total synthesis and biological evaluation of PF1171A, C, F, and G, cyclic hexapeptides with insecticidal activity2014
Author(s)
Masuda, Y., Tanaka, R., Kai, K., Ganesan, A., Doi, T.
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Journal Title
J. Org. Chem.
Volume: 79
Pages: 7844-7853
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Total synthesis and conformational analysis of apratoxin C2014
Author(s)
Masuda, Y., Suzuki, J., Onda, Y., Fujino, Y., Yoshida, M., Doi, T.
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Journal Title
J. Org. Chem.
Volume: 79
Pages: 8000-8009
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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