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一時的配向基を用いた遷移金属触媒反応によるタンパク質ペプチド結合の化学修飾

研究課題

研究課題/領域番号 21K06482
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

花屋 賢悟  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 講師 (50637262)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード化学修飾 / N末端アミノ酸 / タンパク質 / アルドール反応 / 銅イオン / トリプトファン / 銅 / ヨウ素 / ペプチド / 遷移金属イオン / ペプチド結合 / 配向基
研究開始時の研究の概要

タンパク質は多数のアミノ酸がペプチド結合で連結してできた巨大分子である。現在、創薬などの分野で、タンパク質の中の多数あるアミノ酸のうち、特定の位置にのみ薬物などの人工分子を結合する方法(化学修飾法)が必要とされている。本研究では、タンパク質の一番端のアミノ酸(N末端)のアミノ基を足掛かりにすることにより、その近傍のペプチド結合のみを化学修飾する手法を開発する。この手法は、N末端のアミノ基をもつペプチド、タンパク質ならばアミノ酸配列に依らず化学修飾できると期待される。

研究成果の概要

創薬などの分野で、タンパク質の中の特定の位置のアミノ酸に薬物などの人工分子を結合する方法(化学修飾法)が必要とされている。本研究では、タンパク質のN末端アミノ酸のアミノ基を利用して、その近傍のアミノ酸を化学修飾する手法の開発を目指した。研究の結果、銅イオンを用いるアルドール反応を活用した、タンパク質のN末端アミノ酸の化学修飾法を新たに開発した。本法は、抗体-薬物複合体の調製にも応用可能であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、タンパク質中のシステインを標的にした化学修飾法が広く利用されている。しかし、この手法は対象のタンパク質がシステインを持たない場合に適用できない。逆に、同一アミノ酸を複数個含む場合、特定の1箇所のみを化学修飾するのは困難である。一方、N末端アミノ酸はタンパク質に必ず1箇所存在する。そのため、本研究で開発したN末端アミノ酸の化学修飾法は、広範なタンパク質の化学修飾に応用できる可能性がある。

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

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Selective modification of tryptophan in polypeptides via C-N coupling with azoles using in situ-generated iodine-based oxidants in aqueous media2023

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Watanabe, Yuki Wada, Masaki Kawano, Shuhei Higashibayashi, Takeshi Sugai, and Kengo Hanaya
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 87 ページ: 13026-13029

    • DOI

      10.1039/d3cc03731b

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single‐Step N‐Terminal Modification of Proteins via a Bio‐Inspired Copper(II)‐Mediated Aldol Reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Hanaya Kengo、Yamoto Kaho、Taguchi Kazuaki、Matsumoto Kazuaki、Higashibayashi Shuhei、Sugai Takeshi
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 28 号: 47

    • DOI

      10.1002/chem.202201677

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アルドール反応を用いたN末端アミノ酸の化学修飾2024

    • 著者名/発表者名
      花屋 賢悟、和田 雄貴、河野 正規、田口 和明、松元 一明、東林 修平、須貝 威
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 超原子価ヨウ素試薬を用いた、水中での酸化的カップリング反応によるトリプトファン含有ペプチドの化学修飾2024

    • 著者名/発表者名
      花屋 賢悟、渡邉 俊佑、和田 雄貴、河野 正規、東林 修平、須貝 威
    • 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] 酸化的カップリング反応によるトリプトファン含有ペプチドの化学修飾2023

    • 著者名/発表者名
      花屋 賢悟、渡邉 俊佑、東林 修平、須貝 威
    • 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] タンパク質N末端アミノ酸に複数の人工分子を導入する手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      花屋賢悟・森見優希・田口和明・松元一明・東林修平・須貝威
    • 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] 金属イオンを用いたアルドール反応によるペプチド・タンパク質のN末端アミノ酸の化学修飾2022

    • 著者名/発表者名
      花屋賢悟・森見優希・田口和明・松元一明・和田雄貴・河野正規・東林修平・須貝威
    • 学会等名
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属イオンを用いたアルドール反応によるN末端アミノ酸の化学修飾2022

    • 著者名/発表者名
      花屋賢悟・森見優希・田口和明・松元一明・東林修平・須貝威
    • 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] タンパク質N末端に対するアルドール反応を活用した化学修飾法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      花屋賢悟、八本果歩、田口和明、松元一明、東林修平、須貝威
    • 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] 銅(II)イオンを用いたアルドール反応によるN末端アミノ酸選択的化学修飾法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      花屋賢悟、八本果歩、東林修平、須貝威
    • 学会等名
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 銅(II)を用いたペプチドN末端化学修飾法の開拓2021

    • 著者名/発表者名
      八本果歩、花屋賢悟、東林修平、須貝威
    • 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
  • [学会発表] ヨウ素を酸化剤とする炭素-窒素結合形成反応を利用したトリプトファン化学修飾法の開拓2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉俊佑、東林修平、須貝威、花屋賢悟
    • 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

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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