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人工化学触媒によるヒストン選択的アセチル化とがん細胞増殖抑制

研究課題

研究課題/領域番号 17K19479
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 薬学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

金井 求  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20243264)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード触媒 / エピゲノム / タンパク質翻訳後修飾 / ヒストンアシル化 / 遺伝子転写 / 翻訳後修飾 / 化学触媒 / アセチル化 / エピジェネティクス / アシル化 / ヒストン / 染色体 / 蛋白質 / 化学修飾 / がん
研究成果の概要

生命は生体分子と化学反応のネットワークから発現する。生体内の化学反応には酵素が介在し、酵素の機能異常、あるいはそれにより引き起こされる生体内化学反応の異常が、生体恒常性の損失や疾患に密接に関与している。本研究の目的は、遺伝子転写を正に制御する翻訳後修飾であるヒストンタンパク質のリジンアセチル化に焦点を当て、生体内での人工化学触媒反応によって酵素非依存的にヒストンアセチル化を導入することを目的とする。本研究では、化学触媒DSHが、生細胞内でヒストンを含む内在性タンパク質の特定の残基を選択してアセチル化を進行させることを見い出した。さらに、DSHよりも活性の高い化学触媒HXAの開発をおこなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生命現象は有機分子と化学反応のネットワークから発現し、そのネットワーク異常が病態を引き起こす。生体内の化学反応は通常、酵素により促進されるが、酵素の機能を代替する化学触媒をつくることを目的として研究をおこなっている、本研究では、遺伝子転写を正に制御するヒストンタンパク質のリジンアシル化を促進する化学触媒を開発した。これにより、エピゲノムを化学的に制御することによる病態治療の端緒を拓いた。

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

    (38件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 19件) 備考 (3件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Hydroxamic Acid‐Piperidine Conjugate is an Activated Catalyst for Lysine Acetylation under Physiological Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Shinsuke、Xi Siqi、Fujiwara Yusuke、Kawashima Shigehiro A.、Yamatsugu Kenzo、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 15 号: 6 ページ: 833-839

    • DOI

      10.1002/asia.201901737

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Chemoselective O-Phosphorylation of Alcohols2020

    • 著者名/発表者名
      Domon K.、Puripat M.、Fujiyoshi K.、Hatanaka M.、Kawashima S. A.、Yamatsugu K.、Kanai M.
    • 雑誌名

      ACS Central Science

      巻: 6 号: 2 ページ: 283-292

    • DOI

      10.1021/acscentsci.9b01272

    • 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] Site-Selective Synthetic Acylation of a Target Protein in Living Cells Promoted by a Chemical Catalyst/Donor System.2019

    • 著者名/発表者名
      Hamajima W, Fujimura A, Fujiwara Y, Yamatsugu K, Kawashima SA, Kanai M.
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 14 号: 6 ページ: 1102-1109

    • DOI

      10.1021/acschembio.9b00102

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-oxygenation inhibits tau amyloid formation2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T*, Hori Y*, Sawazaki T, Shimizu Y, Nemoto Y, Taniguchi A, Ozawa S, Sohma Y, Kanai M, Tomita T
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 55(44) 号: 44 ページ: 6165-6168

    • DOI

      10.1039/c9cc01728c

    • 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] Photophysical properties and application in live cell imaging of B,B-fluoro-perfluoroalkyl BODIPYs2019

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Atsuhiko、Sawazaki Taka、Shimizu Yusuke、Sohma Youhei、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      MedChemComm

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1121-1125

    • DOI

      10.1039/c9md00011a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic analyses and structure-activity relationship studies of synthetic lysine acetylation catalysts2018

    • 著者名/発表者名
      Yamatsugu Kenzo、Furuta Masahiro、Xi Siqi、Amamoto Yoshifumi、Liu Jiaan、Kawashima Shigehiro A.、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 26 号: 19 ページ: 5359-5367

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2018.07.009

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] LC-MS/MS-based quantitative study of the acyl group- and site-selectivity of human sirtuins to acylated nucleosomes2018

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Kana、Liu Jiaan、Kato Daiki、Kurumizaka Hitoshi、Yamatsugu Kenzo、Kanai Motomu、Kawashima Shigehiro A.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 2656-2656

    • DOI

      10.1038/s41598-018-21060-2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Malonylation of histone H2A at lysine 119 inhibits Bub1-dependent H2A phosphorylation and chromosomal localization of shugoshin proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Ishiguro Tadashi、Tanabe Kana、Kobayashi Yuki、Mizumoto Shinsuke、Kanai Motomu、Kawashima Shigehiro A.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 7671-7680

    • DOI

      10.1038/s41598-018-26114-z

    • 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] Leading approaches in synthetic epigenetics for novel therapeutic strategies2018

    • 著者名/発表者名
      Yamatsugu Kenzo、Kawashima Shigehiro A、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      Current Opinion in Chemical Biology

      巻: 46 ページ: 10-17

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2018.03.011

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-Infrared Photoactivatable Oxygenation Catalysts of Amyloid Peptide2018

    • 著者名/発表者名
      Ni Jizhi、Taniguchi Atsuhiko、Ozawa Shuta、Hori Yukiko、Kuninobu Yoichiro、Saito Takashi、Saido Takaomi C.、Tomita Taisuke、Sohma Youhei、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      Chem

      巻: 4 号: 4 ページ: 807-820

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2018.02.008

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boron-Catalyzed Carboxylic Acid-Selective Aldol Reaction with Trifluoromethyl Ketones2018

    • 著者名/発表者名
      Ishizawa Kouhei、Nagai Hideoki、Shimizu Yohei、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 66 号: 3 ページ: 231-234

    • DOI

      10.1248/cpb.c17-00545

    • NAID

      130006407099

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 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] Synthetic Posttranslational Modifications: Chemical Catalyst-Driven Regioselective Histone Acylation of Native Chromatin2017

    • 著者名/発表者名
      Amamoto Yoshifumi、Aoi Yuki、Nagashima Nozomu、Suto Hiroki、Yoshidome Daisuke、Arimura Yasuhiro、Osakabe Akihisa、Kato Daiki、Kurumizaka Hitoshi、Kawashima Shigehiro A.、Yamatsugu Kenzo、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 号: 22 ページ: 7568-7576

    • DOI

      10.1021/jacs.7b02138

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthetic Chromatin Acylation by an Artificial Catalyst System2017

    • 著者名/発表者名
      Ishiguro Tadashi、Amamoto Yoshifumi、Tanabe Kana、Liu Jiaan、Kajino Hidetoshi、Fujimura Akiko、Aoi Yuki、Osakabe Akihisa、Horikoshi Naoki、Kurumizaka Hitoshi、Yamatsugu Kenzo、Kawashima Shigehiro A.、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      Chem

      巻: 2 号: 6 ページ: 840-859

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2017.04.002

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Chemical catalysis targeting biomacromolecules2020

    • 著者名/発表者名
      Motomu Kanai
    • 学会等名
      Chemical Biology of Epigenetic Modification, LMU Muenchen
    • 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] Chemical Catalysis Targeting Biomacromolecules2019

    • 著者名/発表者名
      Motomu Kanai
    • 学会等名
      Chemical Biology Seminar Series, Department of Chemistry, Texas A&M University
    • 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] 生体分子の構造変換ダイナミズムへの人工介入を目指した触媒研究2019

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      サントリー生命科学財団
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子の構造変換ダイナミズムへの人工介入を目指した触媒研究2019

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      京都大学大学院工学研究科、特別講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthetic Lysine Acylation of Histones2018

    • 著者名/発表者名
      Motomu Kanai
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium, Kyoto, Japan
    • 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] 生体分子の構造変換ダイナミズムへの人工介入を目指した触媒研究2018

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      山口大学 IoLセンターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子の構造変換ダイナミズムへの人工介入を目指した触媒研究2018

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      第29回 万有仙台シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子を基質とする化学的構造変換法の創出と展開2018

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      創薬生命科学特別講義I、名古屋市立大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthetic chromatin acylation promoted by chemical catalyst systems2018

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      理研H29年度 エピジェネティクスセミナーシリーズ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学触媒による凝集アミロイドの無毒化・除去2018

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      第1回ライフサイエンスイノベーションセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aerobic Oxygen-Driven Functionalization of Stable Organic Molecules2017

    • 著者名/発表者名
      Motomu Kanai
    • 学会等名
      Spanish-Japanese Symposium on Modern Synthetic Methodology
    • 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] Aerobic Oxygen-Driven Functionalization of Small Molecules and Proteins2017

    • 著者名/発表者名
      Motomu Kanai
    • 学会等名
      52nd Bürgenstock Conference, Brunnen, Switzerland
    • 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] 低分子から生体高分子までを標的とする触媒反応開発2017

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      第27回 万有福岡シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低分子から生体高分子までを標的とした触媒反応開発2017

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      平成29年度前期有機合成化学講習会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子を標的とする触媒反応の開発と応用2017

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      創薬セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aerobic Oxygen-Driven Functionalization of Proteins2017

    • 著者名/発表者名
      Motomu Kanai
    • 学会等名
      6th French-Japanese Symposium on Medicinal & Fine Chemistry
    • 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] Aerobic Oxygen-Driven Functionalization of Proteins2017

    • 著者名/発表者名
      Motomu Kanai
    • 学会等名
      1st International Symposium on Catalysis for Sustainable Chemical Synthesis
    • 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] タンパク質を基質とする化学反応開発2017

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      蛋白研セミナー、カルコゲン、ヘテロ元素を含む生体分子の化学、大阪大学蛋白質研究所
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Method for Site-Selective Histone Lysine N-Acylation2017

    • 著者名/発表者名
      金井求
    • 学会等名
      the 2017 International Symposium on Bio-related Chemistry (ISBC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 金井研HP

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科 有機合成化学教室HP

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科 有機合成化学教室

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~kanai/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 抗体薬物複合体およびそれを含む医薬組成物2018

    • 発明者名
      金井求ら
    • 権利者名
      東大TLO・カネカ
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-015404
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 蛍光を有する複合体2017

    • 発明者名
      國信 洋一郎、金井 求、山川 健司、王 子嘉、吉越 裕介
    • 権利者名
      独立行政法人科学技術振興機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-161912
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 蛍光を有する複合体2017

    • 発明者名
      國信 洋一郎、金井 求、山川 健司、王 子嘉、吉越 裕介
    • 権利者名
      独立行政法人科学技術振興機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-037356
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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