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天然物創薬を加速するリード創製プラットホーム構築研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H03345
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

市川 聡  北海道大学, 薬学研究院, 教授 (60333621)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード抗がん剤 / 抗菌剤 / 天然物 / ライブラリー / 創薬化学 / 有機合成
研究開始時の研究の概要

天然物を基盤とする創薬研究における、必要な天然物の誘導体を「いかにして迅速かつ網羅的に合成するか?」という至上命題に対して、迅速かつ網羅的なライブラリー供給と生物活性評価と、活性化合物のテーラーメード合成の2つの柱からなる新たな天然物創薬プラットホームの構築を行う。同定された誘導体について、さらなるドラッグデザインによる積極的な構造の単純化や機能化を行うことで、高活性化、代謝安定化能を付与するような化学修飾を施し、真の創薬リードへと変換する。最終的には、薬剤耐性菌感染症とがんを対象疾患として設定し、これらに対する天然物創薬リードの創製を目指す。

研究成果の概要

天然物の母骨格を「コア」構造、種々のアシルヒドラジンを「アクセサリー」とし、両フラグメントの連結を96 穴プレート上で行い、各ウェル内でヒドラゾン形成反応の進行と収率をLC-MSにて確認した。両フラグメントによる生物活性評価条件でのヒドラゾン形成反応条件、同条件下に おけるヒドラゾン体の安定性についても検討した。本法を用いて、複数の天然物の誘導体ライブラリーを一挙にパラレル合成した。その結果、薬剤耐性菌に対して極めて有効な誘導体など、もとの天然物の活性を凌駕する誘導体の同定を複数同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

天然物そのものが医薬品となるケースはわずか数%にすぎず、薬の「原石」を創薬リードとするためには、生物活性の増強・標的に対する選択性の向上・代謝安定性の付与・体内動態の向上・毒性の低減などの様々な性質を改善する必要がある。そのためには、天然物が有する化学構造の改変が必須であり、多彩な天然物誘導体群(ライブラリー)を用いた構造活性相関の検討が必要である。変研究では、天然物ライブラリーの迅速合成法の開発と、それを用いた抗がん剤、抗菌剤リードの開発を行うもので、本研究を通して得られた生物活性化合物は、人類の健康福祉の維持・向上へ大きく貢献する。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Duke University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Minnesota University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Duke University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Design, synthesis and biological evaluation of simplified analogues of MraY inhibitory natural product with rigid scaffold2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro, Okamoto; Aoi, Ishikawa; Ryotaro, Okawa; Kazuki, Yamamoto; Toyotaka, Sato; Shinichi, Yokota; Kazuhiro, Chiba; Satoshi, Ichikawa
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 55 ページ: 116556-116556

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2021.116556

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-Phase Total Synthesis of Plusbacin A 32022

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takashina, Akira Katsuyama, Rintaro Kaguchi, Kazuki Yamamoto, Toyotaka Sato, Satoshi Takahashi, Motohiro Horiuchi, Shin-ichi Yokota, Satoshi Ichikawa.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 24 号: 11 ページ: 2253-2257

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c00667

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-phase Synthesis of Fluorescent Analogues of Park’s Nucleotide, Lipid I and Lipid II2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Katsuyama、Fumika Yakushiji、Satoshi Ichikawa
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: - ページ: 153101-153101

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2021.153101

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure, solubility, and permeability relationships in a diverse middle molecule library2021

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Kanamitsu et al.
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 37 ページ: 127847-127847

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2021.127847

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probiotic Aspergillus oryzae produces anti-tumor mediator and exerts anti-tumor effects in pancreatic cancer through the p38 MAPK signaling pathway.2021

    • 著者名/発表者名
      Konishi H, Isozaki S, Kashima S, Moriichi K, Ichikawa S, Yamamoto K, Yamamura C, Ando K, Ueno N, Akutsu H, Ogawa N, Fujiya M.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 11 号: 1 ページ: 11070-11070

    • DOI

      10.1038/s41598-021-90707-4

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Elucidating the Structural Requirement of Uridylpeptide Antibiotics for Antibacterial Activity2020

    • 著者名/発表者名
      Yuma Terasawa, Chisato Sataka, Toyotaka Sato, Kazuki Yamamoto, Yukari Fukushima, Chie Nakajima, Yasuhiko Suzuki, Akira Katsuyama, Takanori Matsumaru, Fumika Yakushiji, Shin-ichi Yokota, and Satoshi Ichikawa
    • 雑誌名

      J. Med. Chem.

      巻: 63 号: 17 ページ: 9803-9827

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.0c00973

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis of Acaulide and Acaulone A2020

    • 著者名/発表者名
      Jun Hirabayashi, Fumika Yakushiji, Akira Katsuyama and Satoshi Ichikawa
    • 雑誌名

      Org, Lett

      巻: 22 号: 14 ページ: 5545-5549

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c01907

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis of Echinomycin and Its Analogues2020

    • 著者名/発表者名
      Keita Kojima, Fumika Yakushiji, Akira Katsuyama, and Satoshi Ichikawa, Total Synthesis of Echinomycin and Its Analogues
    • 雑誌名

      Org. Lett

      巻: 22 号: 11 ページ: 4217-4221

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c01268

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Synthesis Strategy for the Production of a Macrolactone of Gulmirecin A via a Ni(0)-Mediated Reductive Cyclization Reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Shun Kitahata, Akira Katsuyama, Satoshi Ichikawa
    • 雑誌名

      Org. Lett

      巻: 22 号: 7 ページ: 2697-2701

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c00665

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical logic of MraY inhibition by antibacterial nucleoside natural products2019

    • 著者名/発表者名
      Mashalidis Ellene H.、Kaeser Benjamin、Terasawa Yuma、Katsuyama Akira、Kwon Do-Yeon、Lee Kiyoun、Hong Jiyong、Ichikawa Satoshi、Lee Seok-Yong
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 2917-2917

    • DOI

      10.1038/s41467-019-10957-9

    • 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] Structural requirement of tunicamycin V for MraY inhibition2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Yamamoto, Akira Katsuyama, Satoshi Ichikawa
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem. Lett.

      巻: 27 号: 8 ページ: 714-1719

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.02.035

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthetic and Medicinal Chemistry of Uridylpeptide Natural Products2022

    • 著者名/発表者名
      市川聡
    • 学会等名
      日本薬学会第 142年シンポジウム「Frontiers in Synthetic Medicinal Chemistry」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規抗菌薬の創製を指向した環状ペプチド系天然物の網羅的合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      髙科 和希, 勝山 彬, 薬師寺 文華, 市川 聡
    • 学会等名
      第50回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] スファエリミシン誘導体の設計と合成2021

    • 著者名/発表者名
      谷部美友紀、仲谷岳志、引地祐太、山本一貴、薬師寺文華、勝山彬、市川聡
    • 学会等名
      第63回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] リピドⅡ誘導体の合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      大川 凌太朗、勝山 彬、薬師寺 文華、市川 聡
    • 学会等名
      第33回万有札幌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Acaulone Bの全合成2021

    • 著者名/発表者名
      藤井 奨、平林 淳、薬師寺 文華、勝山 彬、市川 聡
    • 学会等名
      日本薬学会北海道支部第148回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エチノマイシン誘導体の構造活性相間研究2021

    • 著者名/発表者名
      百﨑 恭佳、小嶋 啓太、薬師寺 文華、勝山 彬、市川 聡
    • 学会等名
      日本薬学会北海道支部第148回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エチノマイシンの全合成と生物活性評価2020

    • 著者名/発表者名
      小嶋啓太, 薬師寺文華, 勝山彬, 市川聡
    • 学会等名
      第62回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ウリジルペプチド系天然物の構造活性相関研究2020

    • 著者名/発表者名
      寺澤侑馬, 佐高千里, 佐藤豊隆, 山本一貴, 勝山 彬, 松丸尊紀; 薬師寺文華, 横田伸一, 市川 聡
    • 学会等名
      反応と合成の進歩 2020 特別企画シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] フラグメント連結戦略を用いたポリミキシン誘導体ライブラリーの簡便かつ迅速な構築2020

    • 著者名/発表者名
      家口 凜太郎, 勝山 彬, 佐藤 豊孝, 横田 伸一, 市川 聡
    • 学会等名
      第32回万有札幌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] グルミレシンAの合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      北畑 舜, 勝山 彬, 市川 聡
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 抗緑膿菌活性を有するウリジルペプチド系天然物の構造活性相関研究2020

    • 著者名/発表者名
      寺澤 侑馬, 佐高 千里, 佐藤 豊孝, 山本 一貴, 勝山 彬, 松丸 尊紀, 薬師寺 文華, 横田 伸一, 市川 聡
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 生物活性天然物の全合成と創薬リード創製の架け橋2020

    • 著者名/発表者名
      市川 聡
    • 学会等名
      日本薬学会第 141年
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 創薬リード開発を目指した生物活性物質の変換研究2020

    • 著者名/発表者名
      市川 聡
    • 学会等名
      第30回記念万有福岡シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lead Discovery of Anti-cancer Agents Based on Modification of Bioactive Natural Products2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ichikawa
    • 学会等名
      The 44th Molecular Biology of Japan
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノシスチン Axの全合成2019

    • 著者名/発表者名
      宮北 大輝;、内海 翔平、勝山 彬、薬師寺 文華、市川 聡
    • 学会等名
      第61回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] MurJの作用機序解明を指向したリピドII誘導体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      大川 凌太郎、勝山 彬、薬師寺 文華、市川 聡
    • 学会等名
      第37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
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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