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ナノサイズ空孔型反応場を活用した高反応性アミノ酸誘導体モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H03776
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 有機化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

後藤 敬  東京工業大学, 理学院, 教授 (70262144)

研究協力者 ブロック エリック  
ジョージ グラハム  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2015年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード有機化学 / 酵素モデル / 活性中間体 / アミノ酸 / 合成化学 / セレノシステイン / セレネン酸 / ヨウ化セレネニル / 抗酸化酵素
研究成果の概要

酵素の活性部位の構造的特性を採り入れた巨大分子キャビティを構築し、活性中間体の保護空間"クレードル"として活用することで、内部に高反応性アミノ酸部位を導入した酵素活性部位モデルを開発した。これにより、従来不安定性のために合成困難であった生体反応活性中間体を安定化し、その構造および反応性を直接的に解明することを目的として検討した。高反応性アミノ酸およびペプチドを導入した新規モデル系を活用することで、重要な抗酸化酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼ等の含セレン酵素の触媒機構について、これまで仮説に留まってきた反応過程を実験的に証明することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

セレンは生体必須超微量元素でありppbオーダーの含有量で高い生理活性を示すが、その機能を司る含セレン酵素の作用機序については、活性中間体の不安定性のために間接的な情報しか得られず、解明が困難であった。本研究で明らかになった活性中間体の化学的挙動に関する実験的エビデンスは、抗酸化酵素などの作用機序の化学的解明、引いては老化や細胞死などの機構研究の基盤になると期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (41件) (うち国際学会 14件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] State University of New York/Stanford University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Saskatchewan(カナダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Model study on trapping of protein selenenic acids by utilizing a stable synthetic congener2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Sase, Ryutaro Kimura, Ryosuke Masuda, Kei Goto
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 18 号: 18 ページ: 6830-6833

    • DOI

      10.1039/c9nj01072f

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ajothiolanes: 3,4-Dimethylthiolane Natural Products from Garlic (Allium sativum)2018

    • 著者名/発表者名
      Eric Block, Berenice Dethier, Benjamin Bechand, Julien J. H. Cotelesage, Graham N. George, Kei Goto, Ingrid J. Pickering, Emerita Mendoza Rengifo, Robert Sheridan, Eileen Y. Sneeden, and Linda Vogt
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      巻: 66 号: 39 ページ: 10193-10204

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.8b03638

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photochemically Generated Thiyl Free Radicals Observed by X-ray Absorption Spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Sneeden Eileen Y.、Hackett Mark J.、Cotelesage Julien J. H.、Prince Roger C.、Barney Monica、Goto Kei、Block Eric、Pickering Ingrid J.、George Graham N.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 号: 33 ページ: 11519-11526

    • DOI

      10.1021/jacs.7b05116

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modeling of the Bioactivation of an Organic Nitrate by a Thiol to Form a Thionitrate Intermediate2017

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Sano, Keiichi Shimada, Yohei Aoki, Takayuki Kawashima, Shohei Sase, Kei Goto
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 22 号: 1 ページ: 19-19

    • DOI

      10.3390/molecules22010019

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a Stable Primary-Alkyl-Substituted Selenenyl Iodide and Its Hydrolytic Conversion to the Corresponding Selenenic Acid2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Sase, Ryo kakimoto, Ryutaro Kimura, Kei Goto
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 20 号: 12 ページ: 21415-21420

    • DOI

      10.3390/molecules201219773

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] セレノペプチド含有分子クレードルを活用したGPx由来セレネン酸失活抑制機構のモデル研究2019

    • 著者名/発表者名
      増田涼介,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子クレードルを活用したシステイン由来N-ヒドロキシスルフェンアミドの合成研究2019

    • 著者名/発表者名
      山口美涼,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 内部セレノシステインモデルを活用したセレノシステイン由来セレネン酸の観測および反応性に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      増田涼介,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] クレードルドセレノシステインを活用した内部セレノシステイン由来セレネン酸の反応性に関するモデル研究2018

    • 著者名/発表者名
      増田涼介,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第16回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Model Study of a GPx-derived Selenenic Acid with Thiols by Utilizing a Cradled Selenocysteine2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Masuda, Shohei Sase, Kei Goto
    • 学会等名
      28th International Symposium on the Organic Chemistry of Sulfur
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用したセレノシステインセレネン酸に関するモデル研究2018

    • 著者名/発表者名
      佐瀬祥平,増田涼介,木村龍太郎,後藤 敬
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Modeling of Selenoprotein-derived Reactive Intermediates by Utilizing Cradled Selenocysteins2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Ryutaro Kimura, Ryosuke Masuda, Takafumi Karasaki, and Shohei Sase
    • 学会等名
      The 7th International Selenium Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling of Reactive Intermediates of Selenoenzymes by Utilizing Nano-sized Molecular Cavities2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Ryosuke Masuda, Ryutaro Kimura, Takafumi Karasaki, and Shohei Sase
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry (ICPAC Langkawi) 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] セレノシステイン含有ペプチドモデル系を活用したGPx由来セレネン酸の反応性に関するモデル研究2018

    • 著者名/発表者名
      増田涼介,木村龍太郎,唐崎貴史,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第45回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子キャビティを活用した安定なペルチオスルフェン酸(R-SSOH)の合成2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤有理紗,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第45回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Modeling of Biological Reaction Processes Involving Cysteine Sulfenic Acids and Related Species by Utilizing Nano-sized Molecular Cavities2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Nozomu Watanabe, Ryutaro Kimura, Tsukasa Sano, and Shohei Sase
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Heteroatom Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] セレノシステイン由来酵素反応活性中間体の合成モデル研究2017

    • 著者名/発表者名
      後藤 敬
    • 学会等名
      第3回日本セレン研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用したセレノシステイン由来セレネン酸に関するモデル研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐瀬祥平,木村龍太郎,唐崎貴史,後藤 敬
    • 学会等名
      第15回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子クレードルに内包されたセレノシステインセレネン酸の直接観測2017

    • 著者名/発表者名
      佐瀬祥平,佐野 司,唐崎貴史,渡邊 望,木村龍太郎,後藤 敬
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Elucidation of Biological Reaction Processes Involving Cysteine Sulfenic Acids and Related Species by Utilizing Cavity-Shaped Model Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Nozomu Watanabe, Ryutaro Kimura, and Shohei Sase
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Stimuli-responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用したCys-Serジペプチド由来高反応性化学種のモデル研究2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊 望,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用したセレノシステイン由来セレネン酸の安定性および反応性の解明2017

    • 著者名/発表者名
      木村龍太郎,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用した第一級アルキル置換セレネン酸の反応性の解明2016

    • 著者名/発表者名
      木村龍太郎,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      京田辺
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 「クレードルドセレノシステイン」を活用した抗酸化酵素反応過程のモデル研究2016

    • 著者名/発表者名
      唐崎貴史,佐瀬祥平,布施新一郎,田中浩士,後藤 敬
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      京田辺
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Modeling of Cysteine-Derived Reactive Intermediates by Taking Advantage of Cavity-Shaped Molecular Cradles2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Tsukasa Sano, Nozomu Watanabe, and Shohei Sase
    • 学会等名
      The 70th Fujihara Seminar
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modeling of Reactive Intermediates Derived from Selenocysteines by Utilizing Cavity-Shaped Molecular Cradles2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Takafumi Karasaki, and Shohei Sase
    • 学会等名
      13th International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Reactivity of a Primary-Alkyl-Substituted Selenenic Acid Stabilized by a Large Cavity-Shaped Molecular Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Kimura, Shohei Sase, and Kei Goto
    • 学会等名
      13th International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Syntheses and Reacivity of Cysteine- and Selenocysteine-Derived Reactive Species by Utilizing Cavity-Shaped Molecular Cradles2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto
    • 学会等名
      The 7th Heron Island Conference on Reactive Intermediates and Unusual Molecules
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] yntheses of Cysteine-Derived Reactive Intermediates by Taking Advantage of Cradled Cysteines2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Tsukasa Sano, Nozomu Watanabe, and Shohei Sase
    • 学会等名
      27th International Symposium on Organic Chemistry of Sulfur
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stabilization of a Primary-alkyl-substituted Sulfenic Scid and Its Anion by Utilizing a Cavity-shaped Molecular Framework2016

    • 著者名/発表者名
      Shohei Sase, Michihiro Ishihara, Noriaki Abe, Ryutaro Kimura, and Kei Goto
    • 学会等名
      27th International Symposium on Organic Chemistry of Sulfur
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クレードルドシステインおよびセレノシステインを活用した生体反応モデル系の構築2016

    • 著者名/発表者名
      佐瀬祥平,佐野 司,唐崎貴史,後藤 敬
    • 学会等名
      第14回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用した第一級アルキル置換セレネン酸の反応性の解明2016

    • 著者名/発表者名
      木村龍太郎,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第14回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 巨大キャビティ型分子骨格を活用した内部システイン由来スルフェン酸モデル化合物の合成と反応2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊 望,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第14回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] クレードルドシステインおよびセレノシステインの開発と生体反応過程のモデル化への応用2016

    • 著者名/発表者名
      佐瀬祥平,佐野 司,唐崎貴史,後藤 敬
    • 学会等名
      第109回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用した甲状腺ホルモン活性化酵素中間体のモデル化合物の開発2016

    • 著者名/発表者名
      後藤 敬,木村龍太郎,唐崎貴史,佐瀬祥平
    • 学会等名
      第19回ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 巨大分子空孔を活用した生体反応活性種のモデル研究2016

    • 著者名/発表者名
      後藤 敬
    • 学会等名
      第3回次世代の有機化学・広島シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用した含硫黄ペプチドモデル化合物の開発2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊 望,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第43回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用したセレノシステイン由来セレネン酸および関連化学種の反応性に関するモデル研究2016

    • 著者名/発表者名
      木村龍太郎,唐崎貴史,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第43回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of a stable selenoaldehyde by unprecedented C=Se double bond formation through β-dehydration2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Ryo Kakimoto, Ryutaro Kimura, Shohei Sase
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis, structure, and reactivity of a primary-alkyl-substituted sulfenic acid and its anion2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Michihiro Ishihara, Noriaki Abe, Shohei Sase
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クレードルドセレノシステインを活用した安定なセレノシステインヨウ化セレネニルの合成2015

    • 著者名/発表者名
      唐崎貴史,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第42回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] デンドリマー型分子骨格を有する第一級アルキル置換含セレン化学種を活用した生体反応過程に関するモデル研究2015

    • 著者名/発表者名
      木村龍太郎,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用した甲状腺ホルモン活性化酵素触媒部位モデルの開発2015

    • 著者名/発表者名
      唐崎貴史,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第26回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Self-catalyzed β-dehydration of a Primary-alkyl-substituted Selenenic Acid to Form a Stable Selenoaldehyde2015

    • 著者名/発表者名
      Kei Goto, Ryo Kakimoto, Shohei Sase
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Heteroatom Chemistry
    • 発表場所
      Caen (France)
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 巨大分子キャビティを活用した含セレン高反応性化学種の安定化と新規反応性の開拓2015

    • 著者名/発表者名
      後藤 敬,柿本 涼,木村龍太郎,佐瀬祥平
    • 学会等名
      第13回ホスト・ゲスト化学シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] キャビティ型分子骨格を活用した安定な第一級アルキル置換ヨウ化セレネニルの合成2015

    • 著者名/発表者名
      木村龍太郎,柿本 涼,佐瀬祥平,後藤 敬
    • 学会等名
      第18回ヨウ素学会シンポジウム
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2025-01-30  

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