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天然物の骨格と立体多様性指向型全合成戦略による次世代型天然物創薬プロセスの開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20H02867
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37020:生物分子化学関連
研究機関日本大学

研究代表者

早川 一郎  日本大学, 文理学部, 教授 (20375413)

研究分担者 堤 大洋  日本大学, 文理学部, 助手 (20961618)
岩月 正人  北里大学, 感染制御科学府, 教授 (70353464)
照屋 俊明  琉球大学, 教育学部, 教授 (90375428)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード多様性指向型全合成戦略 / 天然物創薬 / 骨代謝調節活性 / 抗マラリア活性 / C-H酸化
研究開始時の研究の概要

医薬品リード化合物や生命現象解明のツールとなる生体機能分子は,例えば病気の原因となるタンパク質や酵素と結合し,活性を示す.天然物はユニークな生物活性を示すものが多く,現在でも魅力的な創薬シーズである.しかし天然物は構造が複雑であるため,合成には長い年月が必要となる.
本申請課題では,「構造多様性指向型全合成戦略」により,全合成と天然物アナログライブラリーの構築を“同時”に達成し,天然物から創薬リード化合物を迅速に探索できる,次世代型天然物創薬プロセスの確立を目指す.

研究成果の概要

本研究では,生物活性天然物の構造多様性指向型全合成戦略によりフォーカストライブラリーの構築を検討した.SB-203207の合成は,母骨格を酸化段階を含め立体選択的に構築した.イソレツリンの合成においては,連続的分子間/分子内SN2反応により,目的のピロリジンを高収率で合成した.テルペンドールEの合成は,連続する不斉第四級炭素をエポキシ基のHouse-Meinwald転位によって構築した.この転位体に対してC-H酸化を行い,目的のC7位にカルボニル基が導入した.さらにこのカルボニル基をオキシム基へと変換し,Pd(II)を用いたC-H酸化反応により,目的のC11位を酸化することができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究代表者は,天然物合成と全合成を起点とした生体機能分子の開発の2つの柱を基盤して研究を行ってきた.しかし従来のプロセスは,天然物の全合成を達成するのに10年近くかかり,さらに全合成を起点とした生体機能分子の開発には「設計した,たった1つの天然物アナログを合成するのに3-5年かかる」というケースが少なくなかった.そこで,「天然物全合成」と「天然物アナログライブラリーの構築」を同時に達成すれば,少ない類縁体の合成で天然物のファーマコフォアを抽出できると考えた.この手法が確立し,新しいタイプの天然物創薬のリード化合物が開発できれば,有機化学のみならず,医学分野や一般の方々へ大きな社会貢献となる.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 4件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Synthesis and biological evaluation of coprinoferrin, an acylated tripeptide hydroxamate siderophore2024

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Ichiro、Isogai Tomoki、Takanishi Jun、Asai Shihori、Ando Chika、Tsutsumi Tomohiro、Watanabe Kenji、Sakakura Akira、Tsunematsu Yuta
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 22 号: 4 ページ: 831-837

    • DOI

      10.1039/d3ob01850d

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] γ-チューブリン特異的阻害剤 ガタスタチンG2の開発2022

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Ichiro、Usui Takeo
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 80 号: 6 ページ: 563-573

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.80.563

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2022-06-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-activity relationship studies on an antitumor marine macrolide using aplyronine A-swinholide A hybrid2022

    • 著者名/発表者名
      Ohyoshi Takayuki、Takano Atsuhiro、Kikuchi Imari、Ogura Tomotaka、Namiki Mayu、Miyazaki Yuto、Hirano Takahiro、Konishi Shota、Ebihara Yuta、Takeno Koichi、Hayakawa Ichiro、Kigoshi Hideo
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 20 号: 14 ページ: 2922-2938

    • DOI

      10.1039/d2ob00118g

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラジオビアニンAをリード化合物とした新規γ-チューブリン特異的阻害剤 ガタスタチンG2の開発と合成戦略2022

    • 著者名/発表者名
      早川一郎, 畑中大成, 坂倉彰
    • 雑誌名

      日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要

      巻: 57 ページ: 181-187

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Toward the Synthesis of Paspaline-Type Indole-Terpenes: Stereoselective Construction of Core Scaffold with Contiguous Asymmetric Quaternary Carbon Centers2021

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Ichiro、Matsumaru Naochika、Sakakura Akira
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 86 号: 14 ページ: 9802-9810

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c01193

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual Inhibition of γ-Tubulin and Plk1 Induces Mitotic Cell Death2021

    • 著者名/発表者名
      Ebisu Haruna、Shintani Kana、Chinen Takumi、Nagumo Yoko、Shioda Shuya、Hatanaka Taisei、Sakakura Akira、Hayakawa Ichiro、Kigoshi Hideo、Usui Takeo
    • 雑誌名

      Frontiers in Pharmacology

      巻: 11 ページ: 620185-620185

    • DOI

      10.3389/fphar.2020.620185

    • 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] Quantitative analysis of the Tricholoma ustale-derived toxin, ustalic acid, in mushroom and food samples by LC-MS/MS2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Naoki、Hayakawa Ichiro、Minatani Tomiaki、Tomozawa Junko、Akiyama Hiroyuki、Yomo Hiroto
    • 雑誌名

      Forensic Science International

      巻: 317 ページ: 110554-110554

    • DOI

      10.1016/j.forsciint.2020.110554

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Resolution of α-Nitrolactones by Catalytic Asymmetric Hydrolysis or Ester-Amide Exchange Reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Sakakura Akira、Nakao Ryota、Fujii Yudai、Hayakawa Ichiro、Mizoguchi Haruki
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 31 号: 20 ページ: 2018-2022

    • DOI

      10.1055/s-0040-1707303

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enantioselective Diels?Alder Reaction of 3-Nitrocoumarins Promoted by Chiral Organoammonium Salt Catalysts2020

    • 著者名/発表者名
      Sakakura Akira、Fujii Yudai、Nakao Ryota、Sugihara Saki、Fujita Keita、Araki Yuya、Kudoh Takayuki、Hayakawa Ichiro、Mizoguchi Haruki
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 31 号: 20 ページ: 2013-2017

    • DOI

      10.1055/s-0040-1707302

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure optimization of gatastatin for the development of γ-tubulin-specific inhibitor2020

    • 著者名/発表者名
      Shintani Kana, Ebisu Haruna, Mukaiyama Minagi, Hatanaka Taisei, Chinen Takumi, Takao Daisuke, Nagumo Yoko, Sakakura Akira, Hayakawa Ichiro, Usui Takeo
    • 雑誌名

      ACS Medicinal Chemistry Letters

      巻: 11 号: 6 ページ: 1125-1129

    • DOI

      10.1021/acsmedchemlett.9b00526

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アポトーシス誘導物質テルペンドールEの合成研究2024

    • 著者名/発表者名
      木村瑞貴・堤大洋・早川一郎
    • 学会等名
      日本化学会第104回春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] モノテルペンアルカロイドSB-203207の合成研究2024

    • 著者名/発表者名
      蓮見聖人・堤大洋・早川一郎
    • 学会等名
      日本化学会第104回春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ストリキノスアルカロイド類の網羅的合成研究2024

    • 著者名/発表者名
      中原晃・細田忠弘・堤大洋・早川一郎
    • 学会等名
      日本化学会第104回春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ストリキノス骨格構築を指向した新規なピロリジン構築法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      細田忠弘・中原晃・堤大洋・早川一郎
    • 学会等名
      日本化学会第104回春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新規ヒドロインドール骨格の合成法の開発と全合成への応用2024

    • 著者名/発表者名
      堤大洋・山上龍威・早川一郎
    • 学会等名
      日本化学会第104回春季年会(口頭B講演)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新規ヒドロインドール骨格の合成法の開発と全合成への応用2024

    • 著者名/発表者名
      堤大洋・山上龍威・早川一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第144春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新規ヒドロインドール骨格の合成法の開発と全合成への応用2024

    • 著者名/発表者名
      堤大洋・山上龍威・早川一郎
    • 学会等名
      第67回日本薬学会関東支部大会(2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 天然物リノベーションシンセシス:市販の天然物を原料とした希少天然物の合成研究2024

    • 著者名/発表者名
      堤大洋・市川和季・早川一郎
    • 学会等名
      有機合成化学協会関東支部シンポジウム(2023)第84回東京農工大シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 天然物合成における2つのアプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      早川一郎
    • 学会等名
      徳島大学研究クラスター「医薬・農薬・診断薬に展開可能な鍵物質創製」特別講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 天然物合成における2つのアプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      早川一郎
    • 学会等名
      日本農薬学会第48回大会シンポジウム「天然物化学は学びの宝庫」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SB-203207の合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      蓮見聖人・堤大洋・早川一郎
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会(2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 天然物リノベーションシンセシス:市販の天然物を原料とした希少天然物の合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      堤大洋・市川和季・早川一郎
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会(2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ダフニユンニンCの合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      八束奈津実・堤大洋・早川一郎
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会(2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 多様な立体・骨格を有する類縁体合成を指向した天然物合成戦略2022

    • 著者名/発表者名
      早川一郎
    • 学会等名
      上村大輔教授追悼記念講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多様な立体・骨格を有する類縁体合成を指向した天然物合成戦略2021

    • 著者名/発表者名
      早川一郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度仙台大会(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シデロフォアトリペプチド コプリノフェリンの合成と生物活性2020

    • 著者名/発表者名
      礒谷智輝・早川一郎・恒松雄太・高西潤・浅井しほり・渡辺賢二・坂倉彰
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] テルペンドールEの連続不斉第四級炭素の合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      松丸直睦・早川一郎・坂倉彰
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] キノコ形成促進物質coprinoferrinの担子菌における普遍性証明と生合成解明2020

    • 著者名/発表者名
      高西潤・桝谷貴洋・恒松雄太・礒谷智輝・早川一郎・坂倉彰・渡辺賢二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] キノコ由来子実体形成促進分子コプリノフェリンの発見2020

    • 著者名/発表者名
      高西潤・恒松雄太・桝谷貴洋・磯谷智輝・早川一郎・坂倉彰・渡辺賢二
    • 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] インドールジテルペンの網羅的合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      松丸直睦・坂倉彰・早川一郎
    • 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] LC-MS/MSを用いたキノコおよび食品中のカキシメジ毒性成分ウスタル酸の分析法2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡直樹,早川一郎,南谷臣昭,友澤潤子,秋山弘之,四方浩人
    • 学会等名
      第116回日本食品衛生学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://hayakawa-lab.com/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 早川研究室HP

    • URL

      https://hayakawa-lab.com/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 早川研ホームページ

    • URL

      https://hayakawa-lab.com/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 早川研究室HPページ

    • URL

      https://hayakawa-lab.com/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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