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非天然型アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの創製とそのDDSキャリアとしての応用

研究課題

研究課題/領域番号 15J05945
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 創薬化学
研究機関長崎大学

研究代表者

加藤 巧馬  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード膜透過性ペプチド / ドラッグデリバリーシステム / 非天然型アミノ酸
研究実績の概要

昨年度までに、五員環側鎖上に塩基性官能基を1つ有するジ置換アミノ酸と、アルギニンの9量体(R9)をモデルペプチドとしたこれらのジ置換アミノ酸を含有するペプチドを作成している。
本年度は、酵素に対するジ置換アミノ酸含有ペプチドの安定性の検討と、正常細胞に対する遺伝子導入が可能であるか検討を行い、合成したジ置換アミノ酸含有ペプチドの有用性を評価した。ペプチド安定性評価の結果、R9が加水分解酵素との接触により速やかに分解されることに対して、ジ置換アミノ酸を含有するペプチドは長時間の酵素への曝露に対しても安定であった。長時間の細胞との接触における高い細胞膜透過性や遺伝子導入効率は、血清や細胞中の酵素に対する安定性によるものであると考えられる。また、正常細胞としてBV-2細胞を用いて遺伝子導入効率を評価したところ、市販の遺伝子導入試薬と同等レベルの遺伝子導入が可能であった。
ここまでの研究成果を基に、新たなジ置換アミノ酸として環状側鎖に塩基性官能基を2つ有する五員環状ジ置換アミノ酸を新たに合成した。また、このジ置換アミノ酸への変更による膜透過性への影響を調べるため、モデルペプチドは引き続きR9とし、この新規アミノ酸を含有する膜透過性ペプチドを作成した。L-(+)-酒石酸ジメチルを出発原料として、14工程を経て五員環状の側鎖に二つのアミノ基を有する新規ジ置換アミノ酸を合成し、合成したジ置換アミノ酸を用いてペプチド固相合成を行うことで、目的とする新規ジ置換アミノ酸含有ペプチドを合成した。
今後、ジ置換アミノ酸の側鎖をグアニジノ基へと変換した誘導体の合成、作成したペプチドの二次構造解析、細胞膜透過性評価、DDSキャリアへの応用などの実験を行うことでデータ集め、これまでの結果と合わせて解析することで、今後の新たな膜透過性ペプチドの開発に有用なデータが得られるのではないかと期待している。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Plasmid DNA delivery by arginine-rich cell-penetrating peptides containing unnatural amino acids2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kato, H. Yamashita, T. Misawa, K. Nishida, M. Kurihara, M. Tanaka, Y. Demizu, M. Oba
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 24 号: 12 ページ: 2681-2687

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2016.04.031

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of a Cell-penetrating Peptide that Exhibits Responsive Changes in its Secondary Structure in the Cellular Environment2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yamashita, T. Kato, M. Oba, T. Misawa, T. Hattori, N. Ohoka, M. Tanaka, M. Naito, M. Kurihara, Y. Demizu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 33003-33003

    • DOI

      10.1038/srep33003

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Cell-Penetrating Peptide with a Guanidinylethyl Amine Structure Directed to Gene Delivery2016

    • 著者名/発表者名
      M. Oba, T. Kato, K. Furukawa, M. Tanaka,
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 19913-19913

    • DOI

      10.1038/srep19913

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 塩基性官能基を有する五員環状ジ置換アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの機能評価2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 架橋部位を持つジ置換アミノ酸を含有するペプチドの細胞膜透過性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      國武 正幸、加藤 巧馬、大庭 誠、上田 篤志、田中 正一
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 親水性分子を細胞内導入を志向した膜透過生ペプチドの開発2017

    • 著者名/発表者名
      三澤 隆史、大岡 伸通、山下 博子、加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一、内藤 幹彦、出水 庸介、栗原 正明
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 塩基性官能基を有する非天然型アミノ酸を利用した細胞膜透過性ペプチドの開発と機能評価2016

    • 著者名/発表者名
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • 学会等名
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • 年月日
      2016-12-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Cell-Penetrating Peptide Foldamers Containing α,α-Disubstituted α-Amino Acids Directed to Plasmid DNA Delivery2016

    • 著者名/発表者名
      M. Oba, T. Kato, M. Tanaka
    • 学会等名
      The 5th Symposium on Foldamers 2016
    • 発表場所
      IECB of University of Bordeaux (France)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次構造制御に着目した高膜透過性ペプチドの開発2016

    • 著者名/発表者名
      三澤 隆史、山下 博子、出水 庸介、服部 隆行、加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一、内藤 幹彦、栗原 正明
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      もてなしドーム地下イベント広場(石川県)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Design of Cell-Penetrating Peptides Using Five-Membered Ring Disubstituted Amino Acids Having an Amino or Guanidino Group2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kato, M. Oba, M. Tanaka
    • 学会等名
      The 34th European Peptide Symposium and the 8th International Peptide Symposium
    • 発表場所
      Leipzig University (Germany)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 塩基性官能基を有する五員環状ジ置換アミノ酸を利用した細胞膜透過性ペプチドの開発と評価2016

    • 著者名/発表者名
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • 学会等名
      第48回若手ペプチド夏の勉強会
    • 発表場所
      大学セミナーハウス(東京都)
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性非天然型アミノ酸を利用した細胞膜透過性ペプチドの開発2016

    • 著者名/発表者名
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • 学会等名
      第32回日本DDS学会
    • 発表場所
      グランシップ(静岡県)
    • 年月日
      2016-06-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 塩基性官能基を有する五員環状ジ置換アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの開発2016

    • 著者名/発表者名
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 環境応答型二次構造変化を利用した細胞膜高透過性ペプチドの開発2016

    • 著者名/発表者名
      山下 博子、出水 庸介、加藤 巧馬、大岡 伸通、三澤 隆史、服部 隆行、田中 正一、内藤 幹彦、大庭 誠、栗原 正明
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヘリカルプロモーター導入によるオリゴアルギニンの構造制御と膜透過能への効果2016

    • 著者名/発表者名
      三澤 隆史、山下 博子、加藤 巧馬、服部 隆行、大庭 誠、田中 正一、内藤 幹彦、出水 庸介、栗原 正明
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Gene delivery using a cell-penetrating peptide with a guanidinylethyl amine structure2016

    • 著者名/発表者名
      大庭 誠、加藤 巧馬、田中 正一
    • 学会等名
      第8回武田科学振興財団薬科学シンポジウム
    • 発表場所
      武田薬品研修所(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2016-01-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 環状ジ置換アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの開発2016

    • 著者名/発表者名
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一
    • 学会等名
      第26回万有福岡シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 環状ジ置換アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの開発とその機能評価2016

    • 著者名/発表者名
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正
    • 学会等名
      第28回若手研究者のためのセミナー
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of cell-penetrating helical peptides having five-membered ring disubstituted amino acids2015

    • 著者名/発表者名
      Takuma Kato, Makoto Oba, Masakazu Tanaka
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu (United States of America)
    • 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] Design of cell-penetrating peptides using five-membered disubstituted amino acids having a guanidino group2015

    • 著者名/発表者名
      加藤 巧馬、大庭 誠、田中 正一
    • 学会等名
      第52回ペプチド討論会
    • 発表場所
      平塚市中央公民館(神奈川県・平塚市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Cell-penetrating ability and plasmid DNA delivery using fluorescein-labeled arginine-rich peptides2015

    • 著者名/発表者名
      Makoto Oba, Kaori Furukawa, Takuma Kato, Yosuke Demizu, Hiroko Yamashita, Masaaki Kurihara, Masakazu Tanaka
    • 学会等名
      11th Australian Peptide Conference 2015
    • 発表場所
      Kingscliff (Commonwealth of Australia)
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルギニン含有ペプチドの細胞膜透過性とpDNA デリバリーに関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      大庭 誠、古川 かほり、加藤 巧馬、山下 博子、出水 庸介、栗原 正明、田中 正一
    • 学会等名
      第31回日本DDS学会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] グアニジニルエチルアミン構造を側鎖に有する非天然型アミノ酸を利用した膜透過性ペプチドの開発2015

    • 著者名/発表者名
      大庭 誠、古川 かほり、加藤 巧馬、田中 正一
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第10回年会
    • 発表場所
      東北大学 川内キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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