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がん細胞膜の破壊を目指した分子マシンの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05845
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 機能物性化学
研究機関東邦大学

研究代表者

桑原 俊介  東邦大学, 理学部, 准教授 (40359550)

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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード分子モーター / 分子マシン / E-Z熱異性化 / 光異性化 / シス-トランス光異性化 / トランス-シス熱異性化反応 / 超分子化学
研究成果の概要

がん細胞の選択的破壊を目指し,可視光で回転する分子モーター(1)を設計した.Ru(bpy)3発色団が可視光照射により励起され,分子モーター部分へのエネルギー移動により回転が起こると予想した.
1の合成の過程において,分子モーターの新規E-Z熱異性化を発見した.分子モーター(E)-9から(Z)-9へのE-Z熱異性化の動力学を明らかにし,3ステップで回転する機構を提唱することができた.(E)-1aに452 nmの光を照射した結果,80%程度の割合で(Z)-1cに異性化した.同様に(Z)-1cから(E)-1aへの異性化も確認することができ,可視光で回転する分子モーターを開発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

現在のがん治療は放射線療法,化学療法が主流であるが,副作用を伴う.副作用を最小限にするためにがん細胞だけを殺すための分子標的薬が開発されているが,その数は少ない.近年,フタロシアニンを連結した抗体をがん細胞に導入し,近赤外光の照射で発生させた熱の圧力波でがん細胞を死滅させる方法が報告された.本研究では分子マシンの回転運動でがん細胞だけを破壊することで,より副作用がないがん治療が行えるのではないかと考えた.開発した分子モーターは,細胞に有害な紫外線ではなく,可視光の照射で機能させることができた.分子モーターのさらなる改良によって,新しいがん疾患の治療手段の開発につながると考えられる.

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

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Thermal E/Z Isomerization in First Generation Molecular Motors2018

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara Shunsuke、Suzuki Yuri、Sugita Naoya、Ikeda Mari、Nagatsugi Fumi、Harada Nobuyuki、Habata Yoichi
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 83 号: 8 ページ: 4800-4804

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b03264

    • 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
  • [学会発表] Synthesis and photoisomerization behavior by visible light irradiation of a molecular motor with Ru(bpy)3 chromophore side arms2020

    • 著者名/発表者名
      Moe Takenaka, Eunji Lee, Huiyeong Ju, Mari Ikeda, Yoichi Habata, Shunsuke Kuwahara
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ru(bpy)32+発色団を導入した新規分子モーターの合成および光異性化挙動2019

    • 著者名/発表者名
      竹中 萌・李 恩智・朱 喜英・池田 茉莉・幅田 揚一・桑原 俊介
    • 学会等名
      第30回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ru(bpy)32+発色団を導入した分子モーターの光異性化挙動2019

    • 著者名/発表者名
      竹中 萌・李 恩智・朱 喜英・池田 茉莉・幅田 揚一・桑原 俊介
    • 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] Photoisomerization of a novel molecular motor with Ru(bpy)32+ chromophore2019

    • 著者名/発表者名
      TAKENAKA, Moe; LEE, Eunji; IKEDA, Mari; HABATA, Yoichi; KUWAHARA, Shunsuke
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Molecular Machines: Rotation Mechanism of Molecular Motor and Molecular Valves2019

    • 著者名/発表者名
      KUWAHARA, Shunsuke
    • 学会等名
      4th Toho Univ.-GNU Joint Symposium on Advanced Chemical Science
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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