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小員環および中員環のひずみを活用した生物機能性分子の設計と評価

研究課題

研究課題/領域番号 19H03350
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
研究機関京都大学

研究代表者

高須 清誠  京都大学, 薬学研究科, 教授 (10302168)

研究分担者 服部 明  京都大学, 薬学研究科, 准教授 (50300893)
山岡 庸介  京都大学, 薬学研究科, 助教 (60624723)
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
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードひずみ分子 / 精密有機合成 / 小員環 / 中員環 / ADC / 刺激応答 / ひずみ化合物 / C-C結合開裂 / 酸化 / 多環芳香族化合物 / イノラート / シクロブテン / 炭素四員環 / 生理活性物質 / 刺激応答型分子 / 分子ひずみ / 面性不斉
研究開始時の研究の概要

環ひずみによる特徴ある反応性や三次元構造を示す分子は、創薬や材料科学分野で新たなケミカルスペースを拓く分子骨格になりうるかを明確にする。
①環ひずみの解消を駆動力とした小員環の反応を拡張し、刺激(環境)に応答して生体高分子と選択的に化学反応して機能発現できる化合物のde novo創製を検討する。
②高ひずみ二重結合のbioorthogonalなクリック反応特性に着目して抗原-薬物複合体の合成とその作用を検討する。
③小員環や中員環などのひずみ分子が新たな構造素子になりうるかを検証する。
④ひずみ化合物を実践的に合成供給する基盤を確立する。

研究成果の概要

環ひずみによる特徴ある反応性やコンホメーションを示す分子は、創薬や材料科学分野で新たなケミカルスペースを拓く分子骨格になりうることを明確にした。特に、好中球が産生する次亜塩素酸を刺激として分子変換する小員環化合物を開発し、生体内刺激を観測するプローブ開発の基盤を構築した。また、強力な抗癌活性を示すアルカロイドをペイロードとするADC(抗体-薬物複合体)を合成し、in vitroで有意な活性を示すことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環ひずみをもつ分子は、特徴あるコンホメーションや化学反応性を提示しうる創薬プラットホーム分子、有機材料プラットホーム分子になることを、より一層明確にすることができた。特に、小員環の縮環シクロブテンは微量反応活性化合物のtrans-シクロアルケンとの平衡混合物であることを利用し、生体直交型クリック反応剤として働くことことを発見するとともに、ADCなどの新創薬モダリティの創製に利用できることを明確にした。

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

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Total Synthesis of Cryptopleurine and Its Analogues2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaoka Yousuke、Takasu Kiyosei、Yamakawa Takuro、Tateishi Kaito
    • 雑誌名

      Synthesis

      巻: 54 号: 10 ページ: 2415-2422

    • DOI

      10.1055/a-1730-8628

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxidative β-Cleavage of Fused Cyclobutanols Leading to Hydrofuran-Fused Polycyclic Aromatic Compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Kinouchi Hayate、Sugimoto Kazuma、Yamaoka Yousuke、Takikawa Hiroshi、Takasu Kiyosei
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 86 号: 18 ページ: 12615-12622

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c01108

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Lactone-fused Cyclopropanes by Ring Contractive-Ketol Rearrangement of Ketal-Fused Cyclobutanones2021

    • 著者名/発表者名
      Takasu, K.; Shigenaga, K.; Shimoda, K.; Takikawa, H.; Yamaoka
    • 雑誌名

      Heterocyles

      巻: 103 号: 1 ページ: 177-177

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis of (-)-Sigillin A: A Polychlorinated and Polyoxygenated Natural Product2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaoka Yousuke、Nakayama Takamori、Kawai Shota、Takasu Kiyosei
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 22 号: 19 ページ: 7721-7724

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c02930

    • NAID

      120006893993

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Helical Nanographenes Embedded with Contiguous Azulene Units2020

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Naoki、Yamaoka Yousuke、Takikawa Hiroshi、Yamada Ken-ichi、Takasu Kiyosei
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 31 ページ: 13322-13327

    • DOI

      10.1021/jacs.0c06156

    • NAID

      120006888507

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ひずみ分子の合成化学、ときどきヘテロ原子2021

    • 著者名/発表者名
      高須清誠
    • 学会等名
      2021年度近畿化学協会ヘテロ原子部会第1回懇話会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ひずみの付与と解消を利用する分子変換2020

    • 著者名/発表者名
      高須清誠
    • 学会等名
      岡山大学大学院自然科学研究科セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カリウム塩基を用いる分子内エノラート-オレフィンメタセシス2020

    • 著者名/発表者名
      杉本和馬、紀之内颯、藤村駿、宮川泰典、山田健一、瀧川紘、山岡庸介、高須清誠
    • 学会等名
      第18回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Helical Graphene Nanoribbons Embedded Polyazulene Framework2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ogawa, Yousuke Yamaoka, Hiroshi Takikawa, Kiyosei Takasu
    • 学会等名
      6th International Symposium on Middle Molecular Strategy (ISMMS-6)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ひずみの付与と 解消を利用する分子変換2020

    • 著者名/発表者名
      高須清誠
    • 学会等名
      岡山大学大学院自然科学研究科セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] オキサプロペランを用いる多環式スピロ化合物の合成法開発2019

    • 著者名/発表者名
      小川直希、山岡庸介、瀧川紘、高須清誠
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] フローマイクロ合成の最新動向2021

    • 著者名/発表者名
      深瀬浩一、永木愛一郎(編)高須清誠
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316154
    • 関連する報告書
      2021 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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