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セレノシステインの触媒機能の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 17K05792
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 有機化学
研究機関東海大学

研究代表者

岩岡 道夫  東海大学, 理学部, 教授 (30221097)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードセレン / セレノシステイン / 酵素モデル / ペプチド合成 / セレノインスリン / セレノグルタチオン / 環状ペプチド / アミノ酸 / インスリン / スレオニン / 不飽和カルボン酸 / 不飽和ラクトン / 光学分割 / グルタチオン / 不斉触媒 / 金属錯体 / ペプチド / 抗酸化剤
研究成果の概要

本研究は、セレノシステインの有機触媒としての機能開拓を行うことを目的とし、様々なセレノシステイン誘導体の化学合成を行った。検討の結果、天然アミノ酸のセリンを出発原料としたセレノシステイン誘導体の簡便かつ効率的な製造法を確立した。また、得られたセレノシステイン誘導体を用いて、新規な有機触媒反応の開拓、セレン酵素の活性中心モデル分子の創製、セレノグルタチオンの簡便化学合成法の確立、インスリンのセレンアナローグの合成、分子内ネイティブケミカルライゲーション法を応用した環状セレノペプチド合成法の開発などの研究成果が得られらた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

セレノシステインは遺伝子情報によってタンパク質に直接組み込まれる第21番目のアミノ酸である。セレノシステインを活性中心に含むセレン酵素は多数知られているが、これまでその反応メカニズムの詳細が酵素に近いアミノ酸モデルを用いて研究されたことはほとんどなかった。本研究では、セレノシステイン誘導体を用いた研究によって、その一端を明らかにすることができた。研究成果は創薬への応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 6件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 9件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 理科大学院/バーバ原子力研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] マックスプランク生化学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 理科大学院(インド)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] マックスプランク生化学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 理科大学院/バーバ原子力研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] マックスプランク生化学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Oxidative folding pathways of bovine milk β‐lactoglobulin with odd cysteine residues2019

    • 著者名/発表者名
      Iwaoka Michio、Mitsuji Takumi、Shinozaki Reina
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 9 号: 8 ページ: 1379-1391

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12656

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Free radical induced selenoxide formation in isomeric organoselenium compounds: the effect of chemical structures on antioxidant activity2019

    • 著者名/発表者名
      Singh Beena G.、Kumar Pavitra、Phadnis P.、Iwaoka Michio、Priyadarsini K. Indira
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 43 号: 34 ページ: 13357-13362

    • DOI

      10.1039/c9nj02227a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Oxidative Protein Folding Using trans-3,4-Dihydroxyselenolane Oxide2019

    • 著者名/発表者名
      Arai Kenta、Iwaoka Michio
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 1967 ページ: 229-244

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-9187-7_14

    • ISBN
      9781493991860, 9781493991877
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of selenocysteine-containing dipeptides modeling the active site of thioredoxin reductase2019

    • 著者名/発表者名
      Shimodaira Shingo、Iwaoka Michio
    • 雑誌名

      Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements

      巻: 194 号: 7 ページ: 750-752

    • DOI

      10.1080/10426507.2019.1603721

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modeling Thioredoxin Reductase‐Like Activity with Cyclic Selenenyl Sulfides: Participation of an NH???Se Hydrogen Bond through Stabilization of the Mixed Se?S Intermediate2019

    • 著者名/発表者名
      Arai Kenta、Matsunaga Takahiko、Ueno Haruhito、Akahoshi Nozomi、Sato Yuumi、Chakrabarty Gaurango、Mugesh Govindasamy、Iwaoka Michio
    • 雑誌名

      Chemistry ? A European Journal

      巻: 25 号: 55 ページ: 12751-12760

    • DOI

      10.1002/chem.201902230

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization and optimization of two-chain folding pathways of insulin via native chain assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Arai Kenta、Takei Toshiki、Shinozaki Reina、Noguchi Masato、Fujisawa Shouta、Katayama Hidekazu、Moroder Luis、Ando Setsuko、Okumura Masaki、Inaba Kenji、Hojo Hironobu、Iwaoka Michio
    • 雑誌名

      Communications Chemistry

      巻: 1 号: 1 ページ: 26-26

    • DOI

      10.1038/s42004-018-0024-0

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Crystal Structure on Up-conversion Luminescence in Er3+/Yb3+ Co-doped SrTa4O112018

    • 著者名/発表者名
      Tamura Sayaka、Iwaoka Michio、Sato Yasushi、Kobayasi Makoto、Kakihana Masato、Tomita Koji
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 10 ページ: 1282-1284

    • DOI

      10.1246/cl.180605

    • NAID

      130007496120

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of selenocysteine-containing cyclic peptides via tandem N-to-S acyl migration and intramolecular selenocysteine-mediated native chemical ligation2018

    • 著者名/発表者名
      Shimodaira Shingo、Takei Toshiki、Hojo Hironobu、Iwaoka Michio
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 83 ページ: 11737-11740

    • DOI

      10.1039/c8cc06805d

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] インスリンの高次構造形成過程の解明-インスリン製剤の簡便な化学合成への展開2018

    • 著者名/発表者名
      荒井堅太, 岩岡道夫
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 54 ページ: 1135-1139

    • NAID

      130007539483

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] インスリンの簡便な化学合成法の開発-未来の糖尿病治療への期待2018

    • 著者名/発表者名
      荒井堅太, 岩岡道夫
    • 雑誌名

      化学

      巻: 73 ページ: 29-33

    • NAID

      40021682274

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of radioprotection by dihydroxy-1-selenolane (DHS): Effect of fatty acid conjugation and role of glutathione peroxidase (GPx)2018

    • 著者名/発表者名
      Verma Prachi、Kunwar Amit、Arai Kenta、Iwaoka Michio、Priyadarsini K. Indira
    • 雑誌名

      Biochimie

      巻: 144 ページ: 122-133

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2017.10.021

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Glutathione Peroxidase-Like Activity of Amino-Substituted Water-Soluble Cyclic Selenides: A Shift of the Major Catalytic Cycle in Methanol2017

    • 著者名/発表者名
      Arai Kenta、Tashiro Ayako、Osaka Yuui、Iwaoka Michio
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 22 号: 3 ページ: 354-354

    • DOI

      10.3390/molecules22030354

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of Selenoinsulin as a Long-Lasting Insulin Analogue2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Arai+, Toshiki Takei+, Masaki Okumura+, Satoshi Watanabe+, Yuta Amagai, Yuya Asahina, Luis Moroder, Hironobu Hojo, Kenji Inaba, and Michio Iwaoka
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 印刷中 号: 20 ページ: 5522-5526

    • DOI

      10.1002/anie.201701654

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Metal Ions, Temperature, and a Denaturant on the Oxidative Folding Pathways of Bovine α-Lactalbumin2017

    • 著者名/発表者名
      Reina Shinozaki、Michio Iwaoka
    • 雑誌名

      Int. J.Mol. Sci.

      巻: 18 号: 9 ページ: 1996-1996

    • DOI

      10.3390/ijms18091996

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selenoglutathione Diselenide: Unique Redox Reactions in the GPx-Like Catalytic Cycle and Repairing of Disulfide Bonds in Scrambled Protein2017

    • 著者名/発表者名
      Shimodaira Shingo、Asano Yuki、Arai Kenta、Iwaoka Michio
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 56 号: 42 ページ: 5644-5653

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.7b00751

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein Folding in the Presence of Water-Soluble Cyclic Diselenides with Novel Oxidoreductase and Isomerase Activities2017

    • 著者名/発表者名
      Arai Kenta、Ueno Haruhito、Asano Yuki、Chakrabarty Gaurango、Shimodaira Shingo、Mugesh Govindasamy、Iwaoka Michio
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 19 号: 3 ページ: 207-211

    • DOI

      10.1002/cbic.201700624

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of SAAP3D force field and the application to replica-exchange Monte Carlo simulation for chignolin and C-peptide2017

    • 著者名/発表者名
      Iwaoka Michio、Suzuki Toshiki、Shoji Yuya、Dedachi Kenichi、Shimosato Taku、Minezaki Toshiya、Hojo Hironobu、Onuki Hiroyuki、Hirota Hiroshi
    • 雑誌名

      . Comput. Aided Mol. Design

      巻: 31 号: 12 ページ: 1039-1052

    • DOI

      10.1007/s10822-017-0084-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 隣接官能基によるセレノスルフィド結合の活性化2019

    • 著者名/発表者名
      岩岡道夫, 草野修一, 松村琴依, 荒井堅太
    • 学会等名
      第46回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Investigation on the Complexation of Methyl(methylselanyl)-sulfane with Acetamide, Pyrrole, Imidazole, Benzene, and Ammonium Ion2019

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Kusano, Michio Iwaoka
    • 学会等名
      14th Internactional Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Weak Interaction Network at the Active Site of Selenoenzymes2019

    • 著者名/発表者名
      Michio Iwaoka
    • 学会等名
      14th Internactional Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular simnulation of short peptides using the SAAP force field: Effects of a distance-dependent dielectic constant.2018

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida, T. Shimosato, M. Iwaoka
    • 学会等名
      10th International Peptide Synposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水溶性セレン酸化剤を用いたウシβ-ラクトグロブリンの酸化的フォールディング経路の解析2018

    • 著者名/発表者名
      三辻匠海, 篠崎玲奈, 岩岡道夫
    • 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
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Chemical synthesis of selenopeptides with modified functions2018

    • 著者名/発表者名
      M. Iwaoka
    • 学会等名
      The 7th International Selenium Conference (Se2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical synthesis of insulin via native chemical assembly2018

    • 著者名/発表者名
      M. Iwaoka
    • 学会等名
      VII Encontro sobre Enxofre, Selenio e Telurio and 7th Workshop of SeS Redox and Catalysis
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] . Synthesis and evaluation of thioredoxin reductase model cyclic dipeptides2018

    • 著者名/発表者名
      S. Shimodaira, K. Katsumata, D. G. Churchill, M. Iwaoka
    • 学会等名
      28th International Symposium on the Organic Chemistry of Sulfur (ISOCS-28)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of oxidative folding pathways of disulfide-containing proteins using a water-soluble selenoxide reagent2018

    • 著者名/発表者名
      M. Iwaoka
    • 学会等名
      28th International Symposium on the Organic Chemistry of Sulfur (ISOCS-28)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] セレノペプチドの設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      岩岡道夫
    • 学会等名
      . 第4回日本セレン研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] インスリンおよびセレノインスリンの化学合成と生物活性2018

    • 著者名/発表者名
      荒井堅太, 岩岡道夫
    • 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
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] チオレドキシンレダクターゼの活性中心を模倣したジペプチドの合成2018

    • 著者名/発表者名
      下平伸吾、勝間田憲志、岩岡道夫
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] セレノペプチド創薬―セレノインスリンの化学合成2017

    • 著者名/発表者名
      岩岡道夫, 荒井堅太
    • 学会等名
      イノベーションジャパン2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Redox chemistry of selenocysteine-containing peptides2017

    • 著者名/発表者名
      M. Iwaoka
    • 学会等名
      The 6th Workshop of SeS Redox and Catalysis (WSeS-6)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] セレノペプチド創薬―セレノインスリンの化学合成2017

    • 著者名/発表者名
      岩岡道夫
    • 学会等名
      東海大学総合医学研究所研修会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] セレン含有ペプチド、タンパク質の合成2017

    • 著者名/発表者名
      岩岡道夫
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Selenopeptide chemistry toward antioxidant drug discovery2017

    • 著者名/発表者名
      M. Iwaoka
    • 学会等名
      DAE-BRNS Symposium on Selenium Chemistry & Biology (SSCB-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] チオレドキシンレダクターゼ活性中心のモデルペプチド合成の検討2017

    • 著者名/発表者名
      勝間田憲志、下平伸吾、岩岡道夫
    • 学会等名
      第44回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] L-セレノスレオニンを用いた不斉合成反応の検討2017

    • 著者名/発表者名
      大野拓也、下平伸吾、岩岡道夫
    • 学会等名
      第44回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 環状セレノペプチドによるグルタチオンペルオキシダーゼ活性中心のモデル化2017

    • 著者名/発表者名
      下平伸吾、武居俊樹、北條裕信、岩岡道夫
    • 学会等名
      第44回有機典型元素化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Compounds in Biology and Medicine2017

    • 著者名/発表者名
      M. Iwaoka, K. Arai
    • 総ページ数
      457
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry
    • ISBN
      9781788010290
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Press Release: 新規人工インスリン「セレノインスリン」の化学合成と機能解明に成功

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/achievement/press-release

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 新規人工インスリン「セレノインスリン」の化学合成と機能解明に成功

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2017/04/press20170411-01.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] セレン原子が切り開く、インスリン化学合成と機能の向上を目指した新しい道筋

    • URL

      https://academist-cf.com/journal/?p=4501

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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