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生体内光分子操作技術を指向した新規光環化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K14749
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関東北大学

研究代表者

岡村 秀紀  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60832293)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード光反応 / 光薬理学 / ケミカルバイオロジー / 光化学 / 含窒素芳香環 / フェナントリジン / 環化反応 / 分子内環化反応 / 生体内合成化学 / 含窒素芳香族化合物
研究開始時の研究の概要

生物活性物質の生体内活性を時空間制御できる光分子操作技術は、動的な生命現象の解明や高精度な治療を実現可能な方法論として大きな注目を集めている。しかし、生体応用可能な光化学反応は極めて限られており、幅広い分子の光操作を可能とする光反応の開発は重要な研究課題である。そこで本研究では、光分子操作における新たな基盤技術として、化合物の生体内構築を可能とする新規光環化反応の開発を目指す。

研究成果の概要

特定の化学反応を任意の場所とタイミングで引き起こす手法は、生命現象の解明や副作用の少ない薬物療法への応用が期待される。このような方法論の一つとして、光化学反応の利用があげられるが、生体応用可能な光反応は現状限られている。そこで本研究では、o-ニトロベンジル基の特異な光反応性に着目し、薬物分子に含まれる含窒素芳香環を与える新規分子内光環化反応の開発に成功した。本光反応の詳細な反応機構の解明を達成したほか、細胞レベルにおける光反応の進行を確認することにも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、汎用的な光感受性基であるo-ニトロベンジル基の新たな光反応性を明らかにした点において、学術的意義は大きい。さらに、本研究で開発した新規光環化反応は、従来法では困難であった薬物分子の光制御を可能とし得ることから、ケミカルバイオロジー研究や創薬研究の加速につながると期待される。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うちオープンアクセス 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] <i>o</i>-Nitrobenzyl Oxime Ethers Enable Photoinduced Cyclization Reaction to Provide Phenanthridines under Aqueous Conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Okamura Hidenori、Iida Momoka、Kaneyama Yui、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 25 号: 3 ページ: 466-470

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c04015

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 6-Alkynylated Purine-Containing DNA via On-Column Sonogashira Coupling and Investigation of Their Base-Pairing Properties2023

    • 著者名/発表者名
      Okamura Hidenori、Trinh Giang Hoang、Dong Zhuoxin、Fan Wenjue、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 28 号: 4 ページ: 1766-1766

    • DOI

      10.3390/molecules28041766

    • 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] o-Nitrobenzyl oxime ethers enable photo-induced cyclization reac-tion to provide phenanthridines under aqueous conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Okamura Hidenori、Iida Momoka、Kaneyama Yui、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      ChemRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.26434/chemrxiv-2022-gjn1v

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective and stable base pairing by alkynylated nucleosides featuring a spatially-separated recognition interface2022

    • 著者名/発表者名
      Okamura Hidenori、Trinh Giang Hoang、Dong Zhuoxin、Masaki Yoshiaki、Seio Kohji、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 50 号: 6 ページ: 3042-3055

    • DOI

      10.1093/nar/gkac140

    • 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
  • [学会発表] Design and synthesis of alkynylated C-pyridone nucleosides for selective unnatural base pairing2023

    • 著者名/発表者名
      Wenjue Fan, Hidenori Okamura, Zhuoxin Dong, Giang Hoang Trinh, Fumi Nagatsugi
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起型環化反応を用いたトポイソメラーゼ阻害剤の光構築2023

    • 著者名/発表者名
      川森 有沙, 岡村 秀紀, 飯田 百香, 金山 唯, 永次 史
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光誘起型N-O開裂に基づく含窒素芳香環構築反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      金山 唯, 岡村 秀紀, 飯田 百香, 川森 有紗, 永次 史
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 含窒素芳香環の細胞内構築を可能にする光誘起型環化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      岡村 秀紀, 飯田 百香, 金山 唯, 川森 有沙, 永次 史
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 含窒素芳香環を細胞内構築できる光誘起型環化反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      岡村秀紀, 飯田百香, 金山唯, 永次史
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第16回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Expanding the toolbox of non-natural nucleosides for functionalization of oligonucleotides2022

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Okamura
    • 学会等名
      FIBER International Summit for Nucleic Acids 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光感受性オキシムの特異な反応性に着目した新規光環化反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      岡村秀紀, 飯田百香, 金山唯, 永次史
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Development of a chemically-convertible nucleoside system toward enzymatic amplification of the minor-groove modified DNA2022

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Okamura, Rina Ito, Kenta Sato, Fumi Nagatsugi
    • 学会等名
      SNAC 2022: The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry; The 6th Annual Meeting of Japanese Society of Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光感受性オキシム構造を用いた生体適合性の光誘起型環化反応の開発2022

    • 著者名/発表者名
      岡村 秀紀, 飯田 百香, 金山 唯, 永次 史
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a photo-cyclization reaction producing phenanthridines in aqueous media2021

    • 著者名/発表者名
      飯田百香, 岡村秀紀, 金山唯, 永次史
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Unnatural base pairs with spatially isolated hydrogen-bonding units in the DNA major groove2021

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Okamura, Zhuoxin Dong, Giang Hoang Trinh, Fumi Nagatsugi
    • 学会等名
      ISNAC2021, The 48th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry, The 5th Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東北大学 プレスリリース

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2023/01/press20230120-01-reaction.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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