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保護基を用いない高原子効率のマイクロフローペプチド鎖伸長法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03053
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 合成化学
研究機関名古屋大学 (2020)
東京工業大学 (2017-2019)

研究代表者

布施 新一郎  名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (00505844)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードペプチド / 無保護アミノ酸 / マイクロフロー / 機械学習 / アミド化 / 無保護 / 混合酸無水物 / 瞬間混合
研究成果の概要

最も汎用されているペプチドの合成法は、1)保護アミノ酸の連結、2)保護基の除去の繰り返し操作からなる。すなわち、ペプチド合成の全工程の半分は脱保護工程が占め、しかも保護基に由来する廃棄物量も多い。本研究では、短工程で廃棄物の少ないペプチド合成の実現を目指し、無保護アミノ酸の連結手法の開発を目指した。検討の結果、安価で高活性な反応剤を用いて良好な収率でアミノ酸を連結することに成功した。通常高活性な反応剤を用いる手法では副反応の抑制が困難であるが、微小な流路を反応場とするマイクロフロー法合成法の特長である、精密な反応時間、反応温度制御により副反応の抑制に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ペプチド医薬品はこれまで創薬の主役であった低分子医薬品、近年脚光を浴びている抗体医薬品の双方の長所を併せもつと期待されていることから重要性がましており、その低コストでクリーンな生産法の開発は重要な課題となっている。本研究で開発した手法は、スケールアップ合成に適するマイクロフロー合成法を駆使したものであり、ペプチドの低コストで廃棄物の少ない生産法開発につながる社会的意義の大きい成果である。また、研究の過程で、機械学習による反応成績予測を試みた際に、ペプチド合成において大きな課題の一つである副反応(ラセミ化・エピメリ化)について新たな機構の存在が示唆された。これは学術的にも重要な成果といえる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件、 招待講演 15件) 図書 (4件) 備考 (4件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] マイクロフロー合成技術による次世代医薬品(ペプチド)合成法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 雑誌名

      月間 PHARMSTAGE

      巻: 11 ページ: 13-22

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロフロー合成法を駆動力とするペプチド合成の革新2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 雑誌名

      MEDCHEM NEWS

      巻: 30 ページ: 193-199

    • NAID

      130008033660

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Peptide-Chain Elongation Using Unprotected Amino Acids in a Micro-Flow Reactor2019

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Fuse, Koshiro Masuda, Yuma Otake, and Hiroyuki Nakamura
    • 雑誌名

      Chemistry a European Journal

      巻: 25 号: 66 ページ: 15091-15097

    • DOI

      10.1002/chem.201903531

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロフローアミド結合形成法が駆動する創薬の革新2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Fuse
    • 学会等名
      Kanazawa University Sakigake Project 2020 Seminar 3rd Ohmiya Lab and Takeda Virtual Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロフロー合成法を駆使する古くて新しい有機合成法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      有機合成化学協会東海支部主催 令和2年度有機合成セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロフロー合成、自動合成による医薬品生産の革新2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      化学工学会関東支部第52回Continuing Educationシリーズ講習会「医薬品原薬のフロー合成」-1日でわかるフロー合成の要素技術からシステム・情報まで-
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 創薬研究の自動化の動向と「いったい今後はどうなるのか?」問題2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      武田薬品プロセスケミストリーデベロップメントシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機合成の自動化・遠隔化の波とフロー合成の今後2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      近畿化学協会フロー・マイクロ合成研究会第88回研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of amide bond formation via mixed carbonic anhydride in a micro-flow reactor2020

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Fuse
    • 学会等名
      6th International Symposium on Middle Molecular Strategy (ISMMS-6)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 無保護アミノ酸連結を基盤とするマイクロフローペプチド鎖伸長法2019

    • 著者名/発表者名
      増田 耕志郎、小竹 佑磨、中村 浩之、布施 新一郎
    • 学会等名
      第77回有機合成化学協会 関東支部シンボジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マイクロフロー法を駆使する無保護アミノ酸直接連結によるペプチド鎖伸長法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      増田耕志郎、小竹佑磨、中村浩之、布施新一郎
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 奥深いアミド化の世界へのご招待-マイクロフロー合成法を道具として-2019

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      日本薬学会東北支部主催 第18回化学系若手研究者セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロフロー法を駆使する無保護アミノ酸連結によるペプチド鎖伸長法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      増田耕志郎、小竹佑磨、中村浩之、布施新一郎
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロフローアミド結合形成法を駆動力とするペプチド合成の革新2018

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An efficient amide bond formation through rapid and strong activation of carboxylic acids in a micro-flow reactor2018

    • 著者名/発表者名
      S. Fuse
    • 学会等名
      Tokyo Tech-KAIST Joint Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Highly Efficient Amide Bond Formation Using Micro‐flow Technology2018

    • 著者名/発表者名
      S. Fuse
    • 学会等名
      The First International Conference on Automated Flow and Microreactor Synthesis (ICAMS-1)
    • 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] マイクロフロー法を駆使するペプチドの高効率合成2017

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミックアライアンス 2017年度生命機能 物質・デバイス・システムプロジェクトグループ(G3)分科会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Highly Efficient Amide Bond Formation Using Micro‐flow Technology2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fuse
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia / The 3rd Advanced Research Network on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • 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] 迅速かつ強力なカルボン酸の活性化を基盤とするマイクロフローペプチド合成法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎、御舩悠人、小竹佑磨、高橋孝志、田中浩士、中村浩之
    • 学会等名
      35回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロフローアミド化法を駆使するペプチドの高効率合成2017

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第36回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 迅速かつ強力なカルボン酸の活性化を基盤とするマイクロフローペプチド合成法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      第34回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ペプチドの低コスト生産を志向したマイクロフローアミド結合形成法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      第5回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微小流路中での高速アミド化反応(秒単位)を駆使するペプチド合成2017

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      第49回若手ペプチド夏の勉強会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロフロー法を駆使するペプチドの高効率合成2017

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 学会等名
      平成28年度附置研アライアンス成果報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Highly Efficient Amide Bond Formation Using Micro‐flow Technology2017

    • 著者名/発表者名
      S. Fuse
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry (ISPAC) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] フロー合成、連続生産のプロセス設計、条件設定と応用事例2020

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048203
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 中分子創薬に資するペプチド・核酸・糖鎖の合成技術2018

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313207
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] DOJIN ACADEMIC SERIES現代光化学2018

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] ペプチド医薬品開発のためのスクリーニング・安定化・製剤化技術2018

    • 著者名/発表者名
      布施新一郎
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学創薬科学研究科 基盤創薬学専攻プロセス化学分野ホームページ

    • URL

      http://www.ps.nagoya-u.ac.jp/lab_pages/chemprocess/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 布施研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ps.nagoya-u.ac.jp/lab_pages/chemprocess

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究紹介 中村・布施研究室

    • URL

      http://syn.res.titech.ac.jp/research/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 中村・布施研究室 研究紹介

    • URL

      http://syn.res.titech.ac.jp/research/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] アミドの製造方法2020

    • 発明者名
      布施新一郎, 増田耕志郎, 小竹佑磨, 中村浩之
    • 権利者名
      布施新一郎, 増田耕志郎, 小竹佑磨, 中村浩之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] アミドの製造方法2019

    • 発明者名
      布施新一郎、増田耕志郎、小竹佑磨、中村裕之
    • 権利者名
      布施新一郎、増田耕志郎、小竹佑磨、中村裕之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-036628
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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