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固相ライブラリー戦略に基づくペプチド系天然物の精密構造制御と新機能創製

研究課題

研究課題/領域番号 21K05286
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
研究機関東京大学

研究代表者

伊藤 寛晃  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (20758205)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード天然物有機化学 / 化合物ライブラリー / 固相合成 / 構造活性相関 / 全合成
研究開始時の研究の概要

本研究は、FoF1-ATP合成酵素を標的とする天然物の精密な構造制御とこれに基づく新機能創製を目的とする。固相合成法を応用した天然物類縁体ライブラリーの構築と、生物機能評価ならびに構造決定により、構造活性相関情報の取得と新規機能制御分子の創出を目指す。

研究成果の概要

本研究は、ミトコンドリアに存在するFoF1-ATP合成酵素を標的とする天然物の精密構造制御とこれに基づく新機能創製を目的とする。構造基盤分子として、ペプチド系複雑天然物であるエフラペプチンCを選択し、最小の脂肪族置換基であるメチル基を導入することで、3次元構造制御による活性向上を試みた。
まず、本天然物の効率的な固相全合成法を確立した。この方法を用いて6種類のメチル化類縁体を同様に構築し、生物活性および分子機能を評価した。その結果、天然物よりも優れたがん細胞増殖阻害活性とプロテアーゼ耐性を示す新規類縁体を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

メチル基導入は、医薬品候補化合物の特性を最適化するために広く用いられているが、柔軟かつ分子量の大きい鎖状分子においては、導入する位置や立体化学の生物活性に与える総合的影響を正確に予測することは困難であり、応用例が限られてきた。また、一般的に自然選択を経た生物活性天然物よりも優れた性質を示す類縁体を得ることは容易ではない。強力な活性と高い安定性を持つ新規エフラペプチンC類縁体の創出に成功した本成果は、鎖状分子を対象とした機能向上の方法論として、メチル基導入による構造制御が有効であることを実証する重要なものである。また、得られた類縁体は、新規抗がん活性分子創出のために有用な構造基盤である。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (5件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] IST Austria(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Technion(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of Five Tryptophan Isomers and Application of the Isomers to Solid-Phase Total Syntheses of Lysocin E Derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nakata, Junhao Fu, Hiroaki Itoh, Suresh Panthee, Hiroshi Hamamoto, Kazuhisa Sekimizu, Masayuki Inoue
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 29 号: 43

    • DOI

      10.1002/chem.202301225

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular Editing Enhances Oxidation Resistance of Menaquinone-Targeting Antibiotics Lysocin E and WAP-8294A22023

    • 著者名/発表者名
      Junhao Fu, Yosuke Nakata, Hiroaki Itoh, Suresh Panthee, Hiroshi Hamamoto, Kazuhisa Sekimizu, Masayuki Inoue
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 29 号: 47

    • DOI

      10.1002/chem.202301224

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] C-Terminal modification of polytheonamide B uncouples its dual functions in MCF-7 cancer cells2023

    • 著者名/発表者名
      Yun-Wei Xue, Kensuke Miura, Hiroaki Itoh, Masayuki Inoue
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 26 ページ: 3914-3917

    • DOI

      10.1039/d2cc05915k

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ペプチド系複雑天然物の全合成を基盤とした機能解明・新機能分子創出2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Itoh
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 142 号: 6 ページ: 561-571

    • DOI

      10.1248/yakushi.22-00042

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • 年月日
      2022-06-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gramicidin A accumulates in mitochondria, reduces ATP levels, induces mitophagy, and inhibits cancer cell growth2022

    • 著者名/発表者名
      Yun-Wei Xue, Hiroaki Itoh, Shingo Dan, Masayuki Inoue
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 13 号: 25 ページ: 7482-7491

    • DOI

      10.1039/d2sc02024f

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a High-Throughput Strategy for Functional Enhancement and Alteration of Antibacterial Natural Products2021

    • 著者名/発表者名
      Itoh Hiroaki、Inoue Masayuki
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 79 号: 11 ページ: 996-1004

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.79.996

    • NAID

      130008114788

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 年月日
      2021-11-01
    • 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
  • [雑誌論文] Serum apolipoprotein A-I potentiates the therapeutic efficacy of lysocin E against Staphylococcus aureus2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hamamoto*, Suresh Panthee*, Atmika Paudel, Kenichi Ishii, Jyunichiro Yasukawa, Su Jie, Atsushi Miyashita, Hiroaki Itoh, Kotaro Tokumoto, Masayuki Inoue, Kazuhisa Sekimizu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 6364-6364

    • DOI

      10.1038/s41467-021-26702-0

    • 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] 18O/16O‐Encoding Strategy for Microscale Stereochemical Determination of Peptidic Natural Products2021

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Aoi、Itoh Hiroaki、Inoue Masayuki
    • 雑誌名

      Chemistry - An Asian Journal

      巻: 16 号: 17 ページ: 2447-2452

    • DOI

      10.1002/asia.202100674

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation and Biological Evaluation of Degraded Derivatives of the Three E/Z-Isomers of Yaku’amide B2021

    • 著者名/発表者名
      Kamiya Koichi、Itoh Hiroaki、Inoue Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of Natural Products

      巻: 84 号: 6 ページ: 1854-1859

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.1c00339

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Hindered Aniline CyanH and Application in the Allyl-Ni-Catalyzed α,β-Dehydrogenation of Carbonyls2021

    • 著者名/発表者名
      Submitted by Alexandra K. Bodnar, Aneta Turlik, David Huang, Will Butcher, Joanna K. Lew, and Timothy R. Newhouse, Checked by Aoi Takeuchi, Hiroaki Itoh, Masayuki Inoue
    • 雑誌名

      Organic Syntheses

      巻: 98 ページ: 263-288

    • DOI

      10.15227/orgsyn.098.0263

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 固相全合成を基盤としたペプチド系複雑天然物の構造多様化と機能向上2024

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寛晃
    • 学会等名
      日本薬学会 第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋産シデロフォア ロイヒケリンCおよび人工類縁体の固相全合成と機能解析2024

    • 著者名/発表者名
      澤田 瑞希、柿澤 大夢、竹内 碧、伊藤 寛晃、井上 将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] グラミシジンAトリプトファン残基の位置異性体への置換による機能改変2024

    • 著者名/発表者名
      右田貴大、伊藤寛晃、井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複雑ペプチド系天然物を基盤とした新規生物活性分子の創出戦略2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寛晃
    • 学会等名
      第10回慶應有機化学若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bioactivity Enhancement by Structural Modification of an Anticancer Natural Product Efrapeptin C2023

    • 著者名/発表者名
      林 元棋、伊藤 寛晃、井上 将行
    • 学会等名
      第21回次世代を担う有機化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複雑ペプチド系天然物ヤクアミドBのOne-Bead-One-Compound戦略による構造単純化2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寛晃、三浦 健介、井上 将行
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第17回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 天然物の構造多様化を基盤とした新規生物活性分子の創出戦略2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寛晃
    • 学会等名
      第56回天然物化学談話会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グラミシジンAトリプトファン改変体の合成と機能向上2023

    • 著者名/発表者名
      右田貴大、薛贇唯、伊藤寛晃、井上将行
    • 学会等名
      第56回天然物化学談話会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] グラミシジンAトリプトファン改変体の合成と機能向上2023

    • 著者名/発表者名
      右田貴大、薛贇唯、伊藤寛晃、井上将行
    • 学会等名
      第67回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 天然物の構造多様化を基盤とした新規生物活性分子の創出戦略2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寛晃
    • 学会等名
      化生談話会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ロイヒケリンCの固相全合成2023

    • 著者名/発表者名
      柿澤 大夢、澤田 瑞希、竹内 碧、伊藤 寛晃、井上 将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] エフラペプチンCおよび類縁体の固相全合成と機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      林 元棋、伊藤 寛晃、井上 将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] One-bead-one-compound戦略によるヤクアミドBの構造単純化2023

    • 著者名/発表者名
      三浦 健介、伊藤 寛晃、井上 将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ロイヒケリンCの固相全合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      柿澤大夢、竹内碧、伊藤寛亮、井上将行
    • 学会等名
      第82回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヤクアミドB類縁体OBOCライブラリーの構築・評価法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      三浦健介、伊藤寛晃、井上将行
    • 学会等名
      第21回東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Solid-Phase Total Synthesis and Functional Analysis of Yaku'amide B and Its Analogues2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Itoh, Masayuki Inoue
    • 学会等名
      ICCEOCA-15
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エフラペプチンCおよび類縁体の固相全合成と機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      林 元棋、伊藤 寛晃、井上 将行
    • 学会等名
      第66回薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthetic Study of Delftibactin A2022

    • 著者名/発表者名
      Aoi Takeuchi, Hiromu Kakizawa, Hiroaki Itoh, Masayuki Inoue
    • 学会等名
      第13回大津会議
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional Analysis of an Ion-Channel-Forming Peptidic Natural Product Gramicidin A2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Itoh, Yun-Wei Xue, Masayuki Inoue
    • 学会等名
      第59回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] キノン認識ペプチド系天然物のトリプトファン残基改変体の全合成と機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      中田遥友、付俊豪、伊藤寛晃、井上将行
    • 学会等名
      第48回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] イオンチャネル形成天然物グラミシジンAの機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      薛贇唯,伊藤寛晃,井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 合成プローブを利用したヤクアミドBの生物活性発現機構解析2022

    • 著者名/発表者名
      神谷光一,喜多村佳委,伊藤寛晃,櫻井香里,井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] WAP-8294A2トリプトファン類縁体の合成と機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      中田遥友,伊藤寛晃,井上将行
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] OBOCライブラリー戦略に基づくペプチド系天然物の機能制御2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤寛晃,井上将行
    • 学会等名
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ライソシンEトリプトファン残基改変体の設計,合成および機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      付 俊豪,中田 遥友,伊藤 寛晃,井上 将行
    • 学会等名
      第63回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 18O/16O-encoding strategy for microscale stereochemical determination of peptidic natural products2021

    • 著者名/発表者名
      竹内碧,伊藤寛晃,井上将行
    • 学会等名
      AIMECS2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Solid-Phase Total Synthesis and Target Identification of Yaku'amide B2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Itoh, Masayuki Inoue
    • 学会等名
      Pacifichem2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Discovery of Natural Product Analogues with Altered Activities by a High-Throughput Strategy, In New Tide of Natural Product Chemistry (H. Ishikawa and H. Takayama, eds.)2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Itoh
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Springer, Singapore
    • ISBN
      9789819917136
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科天然物合成化学教室ホームページ

    • URL

      https://inoue.f.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科天然物合成化学教室ホームページ

    • URL

      https://inoue.f.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 薬学部トピックス(2022/6/6)

    • URL

      https://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=1&key=1654503399

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 薬学部トピックス(2021/11/8)

    • URL

      https://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=1&key=1636371110

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 薬学部トピックス(2021/7/29)

    • URL

      https://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=2&key=1627555517

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] ペプチド系抗がん活性化合物2023

    • 発明者名
      井上将行、伊藤寛晃
    • 権利者名
      井上将行、伊藤寛晃
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] Anticancer compound2022

    • 発明者名
      Masayuki Inoue, Hiroaki Itoh
    • 権利者名
      The University of Tokyo
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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