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抗菌環状ペプチドhypeptinの三次元構造および標的分子認識機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05841
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38040:生物有機化学関連
研究機関三重大学

研究代表者

増田 裕一  三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (90617755)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード環状ペプチド / 抗菌活性 / 全合成 / βヒドロキシアミノ酸 / ペプチド合成 / 固相合成 / 三次元構造 / 核磁気共鳴 / 構造活性相関
研究開始時の研究の概要

本研究では、抗生物質hypeptinの特殊な環状構造およびアミノ酸残基が、三次元構造形成および標的分子認識においてどのような役割を果たしているかを、原子レベルで解明することを目的としている。具体的には、hypeptinの全合成を行い、その三次元構造を核磁気共鳴(NMR)により解析するとともに、菌体から単離したlipid IIとhypetinの結合様式をNMRにより解析する。さらに、類縁体を合成して三次元構造と活性の関係を調べることにより、環状デプシペプチド構造およびβヒドロキシアミノ酸の機能を明らかにする。

研究成果の概要

抗菌環状ペプチドhypeptinの作用機序解明に用いる化合物供給を目的として、hypeptinの全合成研究を行った。
hypeptinのペプチド鎖伸長と環化反応の条件を検討するため、βヒドロキシ基を含まないアミノ酸で構成される構造単純化類縁体を合成した。次に、hypeptinの全合成に用いるβヒドロキシアミノ酸を立体選択的に合成した。合成したβヒドロキシアミノ酸を含む8つのアミノ酸を固相法により伸長し、得られた鎖状ペプチドを液相で環化させた後に、側鎖保護基の除去を試みたが、βヒドロキシ基の保護に用いたベンジル基の除去が困難であることが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

hypeptinは、ペプチドグリカン前駆体を認識して結合し、細菌の細胞壁合成を阻害することから、耐性菌ができにくい。その作用機序の解明には、hypeptinの量的供給および誘導体化が不可欠であることから、その合成法の確立が急務の課題となっている。
本研究では、hypeptinの単純化類縁体の合成を行うことにより、ペプチド鎖伸長および環化反応の最適条件を確立した。βヒドロキシアミノ酸は様々な天然由来生物活性物質に含まれていることから、本研究で確立した合成法が役立てられることが期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Total synthesis of the cyclic pentapeptides PF1171B, D, E, and avellanins A, B, C with inhibitory activity against apolipoprotein B production2021

    • 著者名/発表者名
      Honda Masaya、Inagaki Minoru、Masuda Yuichi
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 81 ページ: 153340-153340

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2021.153340

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid‐phase synthesis and bioactivity evaluation of cherimolacyclopeptide E2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Yuka、Inagaki Minoru、Masuda Yuichi
    • 雑誌名

      Journal of Peptide Science

      巻: e3308 号: 6

    • DOI

      10.1002/psc.3308

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioactive 3D structures of naturally occurring peptides and their application in drug design2021

    • 著者名/発表者名
      Masuda Yuichi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 号: 1 ページ: 24-32

    • DOI

      10.1093/bbb/zbaa008

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and synthesis of β-strand-fixed peptides inhibiting aggregation of amyloid β-protein2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Fumiya、Shibata Kana、Monobe Yoko、Akagi Ken-ichi、Masuda Yuichi
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 28 号: 18 ページ: 115676-115676

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2020.115676

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis and Structural Revision of Cyclotetrapeptide Asperterrestide A2019

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa Kosuke、Sugai Masato、Zhang Linnan、Masuda Yuichi、Yoshida Masahito、Doi Takayuki
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 84 号: 11 ページ: 6765-6779

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b00526

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 抗菌環状ペプチドnicrophorusamide AとBの全合成と三次元構造解析.2022

    • 著者名/発表者名
      〇片山 雄登,稲垣 穣,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抗菌活性環状デプシペプチドhypeptinに含まれるβ-ヒドロキシアミノ酸の合成.2022

    • 著者名/発表者名
      〇橋詰 和記,稲垣 穣,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of β-hydroxy amino acids constituting hypeptin, an antimicrobial cyclodepsipeptide.2021

    • 著者名/発表者名
      〇Kazuki Hashizume, Tsubasa Itoh, Takahiro Aimi, Minoru Inagaki, Yuichi Masuda
    • 学会等名
      第58回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Total synthesis of nicrophorusamide A and B, antibacterial cyclic peptides.2021

    • 著者名/発表者名
      〇Yuto Katayama, Minoru Inagaki, Yuichi Masuda
    • 学会等名
      第58回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抗菌環状ペプチドnicrophorusamide AとBの全合成.2021

    • 著者名/発表者名
      〇片山 雄登,稲垣 穣,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部 第190回 例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抗菌活性環状ペプチドhypeptin に含まれるβ-ヒドロキシアミノ酸類の合成.2021

    • 著者名/発表者名
      〇橋詰 和記,伊藤 翼, 會見 貴宏,稲垣 穣,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部 第190回 例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 膜透過性環状ペプチドの新規スクリーニング法の有用性の検証.2021

    • 著者名/発表者名
      〇井上 雄介,稲垣 穣,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光共鳴エネルギー移動 (FRET)を用いたアミロイドβタンパクのプロトフィブリル形成の検出.2021

    • 著者名/発表者名
      〇杉山 恵里,稲垣 穣,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 天然由来ペプチドの活性発現に係わる三次元構造の解明と応用.2021

    • 著者名/発表者名
      〇増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然由来ペプチドの活性発現に係わる三次元構造の解明と応用.2020

    • 著者名/発表者名
      〇増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部 第188回 例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of screening method of cyclic peptides with high membrane permeability.2020

    • 著者名/発表者名
      〇Yusuke Inoue, Minoru Inagaki, Yuichi Masuda
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A new detection method of amyloid β-protein aggregation using forester resonance energy transfer.2020

    • 著者名/発表者名
      〇Eri Sugiyama, Minoru Inagaki, Yuichi Masuda
    • 学会等名
      第57回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] バンレイシ科植物アテモヤの種子に含まれるアセトゲニン類の単離と構造解析.2020

    • 著者名/発表者名
      〇吉田 優香,稲垣 穣,島田 康人,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部 第187回 例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を用いたアミロイドβ凝集体の新規定量法の検討.2020

    • 著者名/発表者名
      〇杉山 恵里,稲垣 穣,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部 第187回 例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 膜透過性が高い環状ペプチドの探索法の開発.2020

    • 著者名/発表者名
      〇井上 雄介,稲垣 穣,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会 中部支部 第187回 例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 膜透過性が高い環状ペプチドの探索法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      〇井上 雄介,増田 裕一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] NMR analysis of hydrogen bonds in PF1171F, a cyclic hexapeptide with insecticidal activity, under pseudo body’s internal environment.2019

    • 著者名/発表者名
      〇Yuichi Masuda, Moeka Sano, Masaya Honda, Ken-ichi Akagi
    • 学会等名
      第56回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Solid-phase synthesis and biological evaluation of cherimolacyclopeptide E.2019

    • 著者名/発表者名
      〇Yuka Yoshida, Yuichi Masuda
    • 学会等名
      第56回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Elucidation of important 3D structures for bioactivity of naturally occurring peptides.2019

    • 著者名/発表者名
      〇Yuichi Masuda
    • 学会等名
      23rd Korean Peptide and Protein Society Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] CSJ Current Review 36:生体分子反応を制御する(共著。13章を担当)2020

    • 著者名/発表者名
      増田裕一,土井隆行
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759813968
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 創薬化学研究室の紹介ページ

    • URL

      https://www.cc.mie-u.ac.jp/~masuda/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 創薬化学研究室の紹介ページ

    • URL

      http://www.cc.mie-u.ac.jp/~masuda/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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