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新規活性物質の創出に向けた天然物活性中心骨格を起点とするタンパク質の機能制御

研究課題

研究課題/領域番号 20K05730
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37020:生物分子化学関連
研究機関大分大学

研究代表者

土川 博史  大分大学, 医学部, 特任講師 (30460992)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードアセチルコリン受容体 / スピロリド / ファーマコフォア / 化学合成 / アミノ酸側鎖 / 構造展開 / 側鎖 / 狂犬病ウイルス / Diels-Alder反応 / 不斉合成 / 競合結合実験 / 生理活性天然物 / ペプチド擬態 / 作用機構
研究開始時の研究の概要

天然物は切れ味鋭い活性が魅力であるが、その構造の特殊性がしばしば化学生物学・創薬研究に必須な化学的アプローチを困難にしている。本研究では、天然物の「活性中心骨格」の簡便合成と、大分大学で展開する「ペプチド擬態技術」を融合することで課題を克服し、天然物の有能な特徴を保持する新規活性物質を創製することを目指す。本提案の完成は、生化学ツール分子や医薬品の開発に繋がり、さらには天然物化学の新規戦略となることが期待される。

研究成果の概要

本研究では、神経活動の中心的な役割を果たす膜タンパク質であるニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)と、その強力な阻害剤である海洋天然物スピロリドに焦点をあてて研究を行った。複雑な骨格を有するスピロリド構造から、活性に必要な最小構造(ファーマコフォア)を抽出し、その簡便な合成法の確立および迅速な構造展開を実施することで、新しい天然物創薬研究の手法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、医薬品の基として有用な天然物の問題点(構造の特異性・複雑性)を、独自の観点および手法で解決することに成功した。これは、近年存在感が薄れつつある低分子医薬品開発の新しい手法となり得るため、現在主流となりつつある抗体やペプチド技術を利用した高分子医薬品から、低分子医薬品への回帰「リバースパラダイムシフト」の流れを生み出す可能性がある。さらには天然物化学の新規戦略となることも期待され、これら分野を横断するインパクトを与える成果を得たと考えている。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] LnDOTA-d8 , a versatile chemical-shift thermometer for 2 H solid-state NMR2022

    • 著者名/発表者名
      Umegawa Yuichi、Shimonishi Takeshi、Tsuchikawa Hiroshi、Murata Michio
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Chemistry

      巻: 60 号: 10 ページ: 1005-1013

    • DOI

      10.1002/mrc.5303

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amphotericin B assembles into seven-molecule ion channels: An NMR and molecular dynamics study2022

    • 著者名/発表者名
      Umegawa Yuichi、Yamamoto Tomoya、Dixit Mayank、Funahashi Kosuke、Seo Sangjae、Nakagawa Yasuo、Suzuki Taiga、Matsuoka Shigeru、Tsuchikawa Hiroshi、Hanashima Shinya、Oishi Tohru、Matsumori Nobuaki、Shinoda Wataru、Murata Michio
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 号: 24 ページ: 2658-2658

    • DOI

      10.1126/sciadv.abo2658

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Depth-Dependent Segmental Melting of the Sphingomyelin Alkyl Chain in Lipid Bilayers2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuchikawa Hiroshi、Monji Mami、Umegawa Yuichi、Yasuda Tomokazu、Slotte J. Peter、Murata Michio
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 38 号: 18 ページ: 5515-5524

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.2c00092

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of cholesterol on the lactosylceramide domains in phospholipid bilayers2022

    • 著者名/発表者名
      Hanashima Shinya、Ikeda Ryuji、Matsubara Yuki、Yasuda Tomokazu、Tsuchikawa Hiroshi、Slotte J. Peter、Murata Michio
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 121 号: 7 ページ: 1143-1155

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2022.02.037

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Conformation and Orientation of Branched Acyl Chains Responsible for the Physical Stability of Diphytanoylphosphatidylcholine.2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tsuchikawa, Takuya Ono, Masaki Yamagami, Yuichi Umegawa, Wataru Shinoda, Michio Murata
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 59 号: 40 ページ: 3929-3938

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00589

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stereochemical determination of marine toxin spirolide homologues based on efficient synthesis of the 7,6-spirocyclic imine moiety2020

    • 著者名/発表者名
      Kou Minamino, Sho Hayashi, Michio Murata, Noriko Shimada Keiichi Konoki, Hiroshi Tsuchikawa
    • 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 実施状況報告書
  • [産業財産権] RSウイルス感染症の処置および/または予防用医薬としてのヘテロシクロアルキル置換ポリヘテロアゾール誘導体2021

    • 発明者名
      松岡 茂, 土川博史, 山田健太郎, 加藤明良
    • 権利者名
      松岡 茂, 土川博史, 山田健太郎, 加藤明良
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 取得年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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