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元素置換戦略が拓くケイ素含有天然物様ライブラリーの構築とケミカルスペースの拡大

研究課題

研究課題/領域番号 19K06989
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47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

菅原 章公  東北大学, 薬学研究科, 助教 (50581683)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード天然物 / ケイ素原子 / メロテルペノイド / デカリン / ケミカルスペース / 創薬シーズ / 生物活性 / Birch還元 / ケイ素原子含有デカリン / gem-ジフェニル基 / 新規骨格 / ライブラリー / ラジカル環化 / ケイ素 / ラジカル環化反応 / テルペノイド / 多様性
研究開始時の研究の概要

本研究は、創薬を志向し、かつケミカルスペースの拡充ができうる新規骨格の創出を目的とする。これを達成するために研究代表者は、炭素原子の結合様式を模倣できるケイ素原子を天然物骨格に組み込みケイ素原子周辺の官能基を含め炭素原子では構成しにくい分子骨格の創出を着想した。研究代表者は、生物活性を有するテルペノイドに着目し、それらを模倣したケイ素原子含有テルペノイド様化合物を設計した。その設計に基づき研究代表者は、1)ケイ素原子含有テルペノイド様化合物群の合成経路確立やライブラリー構築、2)ライブラリーをアッセイ系に供給し、本化合物群の生物活性評価を行い、リード化合物を創出することを目指す。

研究成果の概要

本研究ではケミカルスペースの拡大を指向し,構造的に多様なケイ素原子含有メロテルペノイド様化合物群の合成経路確立と分子構築を目的に研究を行った.その結果,独自に開発した手法を用いてケイ素原子含有デカリン様及びケイ素原子含有メロテルペノイド様化合物群の新規構築法を確立した.また,ケイ素原子上の gem-ジフェニル基を除去しつつ,新たな官能基をジアステレオ選択的に導入した四置換シランを得るための合成手法を初めて確立した.以上のように,本手法によって多様性の高いケイ素原子含有メロテルペノイド様分子群の創出が可能となった.今後, 本手法を用いた新たなケミカルスペースの拡大や創薬研究への展開が期待できる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

天然物は創薬研究や新規骨格創出において重要な役割を担ってきたが,近年では新規性の高い構造を有した化合物の取得割合が減少傾向にある.そこで,研究代表者らは新たな創薬シーズの獲得のため, 生物の生合成によっては得られない構造多様な化合物の創出を目的に研究を行っている. 本研究では, ケイ素原子を分子骨格中に組み込むことによって新規骨格を創出することを試みた.その結果,研究代表者らは,ケイ素原子含有メロテルペノイド様化合物群の創出を達成した.これらは現在までに報告例がなく,前例のない骨格であるため学術的価値が高い.さらに,詳細な生物活性評価を行うことで新たな創薬シーズを提供できると期待している.

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

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Glycidyl Silanes Enable Regioselective Hydrosilylation of Internal Propargyl Alcohols and Direct Transformation into Activated Silanes for Further Chemical Transformation2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Sugawara, Soya Koremura, Yusuke Sasano, Haruhisa Kikuchi
    • 雑誌名

      ChemRxiv

      巻: NA

    • DOI

      10.26434/chemrxiv-2022-3dsm2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] エポキシドを有するシランを用いた位置選択的ヒドロシリル化の開発とその応用2021

    • 著者名/発表者名
      惟村 壮哉, 菅原 章公, 笹野 裕介, 菊地 晴久
    • 学会等名
      仙台万有前日ミニシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Regioselective Hydrosilylation and Rapid Derivatization of Alkynes using Epoxide-bearing silanes2021

    • 著者名/発表者名
      惟村 壮哉, 菅原 章公, 笹野 裕介, 菊地 晴久
    • 学会等名
      令和3年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Regioselective Hydrosilylation and Rapid Derivatization of Alkynes using Epoxide-Bearing Silanes2021

    • 著者名/発表者名
      Soya Koremura, Akihiro Sugawara, Yusuke Sasano, Haruhisa Kikuchi
    • 学会等名
      AIMECS2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 官能基化ヒドロシランを用いた非対称内部アルキンに対するβ-E 選択的ヒドロシリル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      惟村 壮哉, 菅原 章公, 菊地 晴久
    • 学会等名
      日本薬学会 第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造多様性を指向した ケイ素原子含有天然物様化合物群の創出2020

    • 著者名/発表者名
      菅原章公
    • 学会等名
      京都大学 第5回有機若手ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 官能基化ヒドロシランを用いた非対称内部アルキンに対するβ-E 選択的ヒドロシリル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      惟村 壮哉, 菅原 章公, 菊地 晴久
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 官能基化ヒドロシランを用いた非対称内部アルキンに対するβ-E 選択的ヒドロシリル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      惟村 壮哉, 菅原 章公, 菊地 晴久
    • 学会等名
      第24回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造多様性を指向したケイ素原子含有メロテルペノイド様化合物群の構築2020

    • 著者名/発表者名
      菅原章公,宮有希,前野勝光,大島吉輝,菊地晴久
    • 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
  • [学会発表] ケミカルスペースの拡大を指向したケイ素原子含有天然物様ライブラリーの構築2019

    • 著者名/発表者名
      菅原 章公,前野 勝光,宮 有希,大島 吉輝,菊地 晴久
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Construction of Silicon Containing Natural Product-like Libraries toward Expanding Chemical Space2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Sugawara
    • 学会等名
      2nd Tohoku University Sichuan University Pharmaceutical Sciences Collaboration Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ケミカルスペースの拡大を指向した ケイ素原子含有天然物様ライブラリーの構築2019

    • 著者名/発表者名
      菅原章公,前野勝光,宮有希,大島吉輝,菊地晴久
    • 学会等名
      第45回 反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ケミカルスペースの拡大を指向した ケイ素原子含有天然物様ライブラリーの構築2019

    • 著者名/発表者名
      菅原章公,前野勝光,宮有希,大島吉輝,菊地晴久
    • 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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