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触媒反応を駆使した生物活性シード創出への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 18K19156
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

五月女 宜裕  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50431888)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード分子触媒 / 含窒素化合物 / 複素環化合物 / 連続不斉炭素 / 四級炭素 / 生物活性 / 抗感染症剤 / シード化合物 / 有機合成化学 / 不斉触媒 / 酵素 / プロテオミクス / ヘテロ原子 / 触媒
研究成果の概要

本研究では、独自の合成化学・生命化学を有機的に結びつけ新規生物活性分子シードを創出することを目指した。具体的には、触媒反応を駆使して高い酸化段階、連続不斉点、四級炭素等のsp3炭素に富んだ複雑分子を簡便に合成する手法を開発した。生成物に加え、原料、中間体、配位子等を含め約700の独自化合物について、ランダムスクリーニングで生物活性分子としての潜在性を検証した。また一部の化合物については独自のタンパク質メチル化評価系を用いてメチル化阻害も検討した。見出したシードについてはIC50値の算出、毒性試験、構造活性相関研究を行なった。一連の研究を通じて、数種の新規生物活性シードを創出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

生体分子の機能をより選択的に制御する低分子化合物の創出は、世界有数の少子高齢化社会に突入する我が国において、永続的に取り組むべき課題である。しかしながら、物質化学的興味に触発され、アカデミアで合成された人工分子の多くは、製薬会社が追求するドラックライクネス (リピンスキー則等) の指標から外れている場合が多い。そのため、これらの合成分子は、シード化合物としての可能性は十分に検討されてこなかった。一方、本研究では、独自の化合物ライブラリーの構築、生物活性評価、構造展開研究を有機的に連動させることで、ユニークな生物活性シードを創出できることが示された。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 2件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 10件) 図書 (1件) 備考 (8件)

  • [雑誌論文] Dynamics in Catalytic Asymmetric Diastereoconvergent (3 + 2) Cycloadditions with Isomerizable Nitrones and α-Keto Ester Enolates2021

    • 著者名/発表者名
      Ezawa Tetsuya、Sohtome Yoshihiro、Hashizume Daisuke、Adachi Masaya、Akakabe Mai、Koshino Hiroyuki、Sodeoka Mikiko
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 24 ページ: 9094-9104

    • DOI

      10.1021/jacs.1c02833

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Propargylic Se-adenosyl-l-selenomethionine: A Chemical Tool for Methylome Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Sohtome Yoshihiro、Shimazu Tadahiro、Shinkai Yoichi、Sodeoka Mikiko
    • 雑誌名

      Accounts of Chemical Research

      巻: 54 号: 20 ページ: 3818-3827

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.1c00395

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The methyltransferase METTL9 mediates pervasive 1-methylhistidine modification in mammalian proteomes2021

    • 著者名/発表者名
      Erna Davydova, Tadahiro Shimazu et al,
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 12 号: 1 ページ: 891-891

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20670-7

    • 関連する報告書
      2020 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] Cross-Coupling Reactions of Persistent Tertiary Carbon Radicals,2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Kyohei Kanomata, Mikiko Sodeoka
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 94 号: 3 ページ: 1066-1079

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200376

    • NAID

      130008021808

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 分子空間を操る-超分子化学・触媒化学の融合・進化を目指して2021

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 74 ページ: 83-85

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 金属錯体触媒が形成する分子空間の理解と制御2021

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 74 ページ: 86-86

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regiodivergent Oxidative Cross-Coupling of Catechols with Persistent tert-Carbon Radicals2020

    • 著者名/発表者名
      Masumi Sugawara, Rikako Ohnishi, Tetsuya Ezawa, Mai Akakabe, Miki Sawamura, Daiki Hojo, Daisuke Hashizume, Yoshihiro Sohtome, Mikiko Sodeoka
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 10 号: 21 ページ: 895-898

    • DOI

      10.1021/acscatal.0c03986

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formal Aerobic Oxidative Cross-Coupling of Benzofuranones with Azo Compounds Using Pd-μ-hydroxo Complex2020

    • 著者名/発表者名
      Rikako Ohnishi, Masumi Sugawara, Tetsuya Ezawa, Yoshihiro Sohtome, Mikiko Sodeoka
    • 雑誌名

      Chem. Pharm. Bull.

      巻: 68 号: 9 ページ: 895-898

    • DOI

      10.1248/cpb.c20-00359

    • NAID

      130007893863

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiselective Catalytic Asymmetric Reactions Using alpha-Keto Esters as Pronucleophiles2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Mikiko Sodeoka
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 31 号: 06 ページ: 523-534

    • DOI

      10.1055/s-0039-1690722

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross‐Coupling Reaction of Dimer‐Derived Persistent Tertiary‐Carbon‐Centered Radicals with Azo Compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi Rikako、Sugawara Masumi、Akakabe Mai、Ezawa Tetsuya、Koshino Hiroyuki、Sohtome Yoshihiro、Sodeoka Mikiko
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 8 号: 7 ページ: 1017-1023

    • DOI

      10.1002/ajoc.201900300

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unveiling epidithiodiketopiperazine as a non-histone arginine methyltransferase inhibitor by chemical protein methylome analyses2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Tadahiro Shimazu, Joaquin Barjau, Shinya Fujishiro, Mai Akakabe, Naoki Terayama, Kosuke Dodo, Akihiro Ito, Minoru Yoshida, Yoichi Shinkai, Mikiko Sodeoka
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 54 号: 66 ページ: 9202-9205

    • DOI

      10.1039/c8cc03907k

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of Chaetocin and S-Adenosylmethionine Analogues as Tools for Studying Protein Methylation2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Mikiko Sodeoka
    • 雑誌名

      Chem. Rec.

      巻: 18 号: 12 ページ: 1660-1671

    • DOI

      10.1002/tcr.201800118

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamic catalytic diastereoconvergent (3+2) cycloaddition with alpha-keto ester enolates2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Tetsuya Ezawa, Daisuke Hashizume, Masaya Adachi, Mai Akakabe, Hiroyuki Koshino, Mikiko Sodeoka
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 鍵と鍵穴からinduced-fitへ: ジアステレオ収束的(3+2)環化付加2021

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      新領域研究グループ「分子空間化学」シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 合成化学を起点としたケミカルメチローム解析2021

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      日本薬学会第141回年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的反応化学: 分子触媒と酵素の理解と制御を目指して2021

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      京都大学化学研究所講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 吸熱的結合形成反応: 酸化的分子変換の高度化を目指して2020

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      日本化学会新領域研究グループ「分子空間化学」2020オンラインシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural diversification of chiral compounds containing adjacent stereocenters based on the catalytic [3+2] cycloaddition of C-cyanonitrones2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Ezawa, Yoshihiro Sohtome, Mai Akakabe, Daisuke Hashizume, Hiroyuki Koshino, Mikiko Sodeoka
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cross-Coupling of Persistent Carbon-Centered Radicals with Azo Compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Rikako Ohnishi, Masumi Sugawara, Mai Akakabe, Tetsuya Ezawa, Hiroyuki Koshino, Mikiko Sodeoka
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質メチル化反応の検出と制御を目指して2020

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalytic Asymmetric [3+2] Cycloadditions With alpha-Keto Ester Enolates2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Mikiko Sodeoka
    • 学会等名
      27th International Society of Heterocyclic Chemistry Congress (ISHC)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cross-Coupling of Persistent Tertiary Carbon-Centered Radicals with Azo Compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Rikako Ohnishi, Masumi Sugawara, Mai Akakabe, Tetsuya Ezawa, Hiroyuki Koshino, Mikiko Sodeoka
    • 学会等名
      4th International Symposium on Precisely Designed Catalysts with Customized Scaffolding
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分野の垣根を超えた有機反応化学を目指して2019

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      北里大学大学院感染制御科学府、公開セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 持続性ラジカル種を用いるクロスカップリングの新展開2019

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      新領域研究グループ「分子空間化学」シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子触媒と酵素の理解と制御を目指して2019

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      柴﨑セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 安定炭素ラジカル種を用いた連続四置換炭素の構築法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      大西理華子、菅原真純、赤壁麻衣、五月女宜裕、越野広雪、袖岡幹子
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] alpha-ケトエステルエノレートとC-シアノニトロンとの触媒的不斉[3+2]環化付加型反応2019

    • 著者名/発表者名
      江澤哲也、足立雅弥、赤壁麻依、五月女宜裕、袖岡幹子
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属中心キラリティー内包型遷移金属錯体を用いる触媒的不斉反応2019

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      錯体化学若手の会・関東支部前期勉強会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸素を用いる酸化的炭素-炭素結合形成反応2019

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      新領域研究グループ「分子空間化学」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] 安定炭素ラジカル種を用いる連続四置換炭素の構築及びスペクトル解析2018

    • 著者名/発表者名
      大西理華子、菅原真純、赤壁麻衣、五月女宜裕、越野広雪、袖岡幹子
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] "Design of the chiral environment for catalytic asymmetric acid-base catalysis" in Designed Molecular Space in Material Science and Catalysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Kazuo Nagasawa, Mikiko Sodeoka
    • 総ページ数
      262
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811312564
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] ジアステレオ収束的な(3+2)環化付加型反応の開発-鍵と鍵穴から誘導適合へ-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2021/20210610_3/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 動的ジアステレオ収束型触媒反応

    • URL

      https://www.chemistry.or.jp/division-topics/2021/10/post-202.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 位置多様性・脱水素型クロスカップリング

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2020/11/coupling.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 位置多様性・脱水素型クロスカップリングの開発

    • URL

      https://www.riken.jp/pr/news/2020/20201218_2/index.html?fbclid=IwAR20Ccl_UckP5cODEkA6cLTak6jTkz7lo

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 位置多様性・脱水素型クロスカップリング -ラジカル・酸/塩基反応の協奏により反応位置を操る-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2020/20201022_1/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 理研プレスリリース

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2018/20180806_2/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Chem-Station スポットライトリサーチ

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2018/09/methylation.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Cover Picture in Chem. Rec.

    • URL

      https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/tcr.201881201

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2023-01-30  

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