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無保護アミノ酸を利用する高効率ペプチド合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K06513
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
研究機関名城大学

研究代表者

西川 泰弘  名城大学, 薬学部, 准教授 (20633580)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードペプチド / 中分子 / アミノ酸 / 無保護 / 縮合反応
研究開始時の研究の概要

ターゲット分子への基質特異性が高く、副作用が比較的少ない高分子医薬品と、製造コストが安価な低分子医薬品の利点を併せ持つとされる、中分子医薬品が注目を集めている。その代表はペプチド医薬品であるが、現在の化学合成法ではいまだ製造コストが高いため、より効率的で低コストな手法の開発が急務となっている。申請者は、独自に考案した金属テンプレート効果を利用するアシル化法を応用し、低コストで実施できるペプチド伸長反応の開発を計画した。ペプチドは医薬品のみならず、素材、農学分野でも注目される物質であることから、ペプチドの効率的合成法の開発を通して、多分野へも波及する基盤技術の創製を目指す。

研究実績の概要

ターゲット分子への基質特異性が高く、副作用が比較的少ない高分子医薬品と、細胞内の標的にも作用し、製造コストが安価な低分子医薬品の利点を併せ持つとされる、中分子医薬品が注目を集めている。その代表であるペプチド医薬品は、特殊アミノ酸の導入や化学修飾による新機能の開拓が見込まれているが、現在の化学合成法では製造コストが高く、より効率的で低コストな手法の開発が急務となっている。現在のペプチド合成法におけるコスト高の原因は、高価な保護アミノ酸を用いていることとみなし、この問題を主鎖無保護アミノ酸を用いる手法へと切り替えることで解決することを目指している。昨年度はモデルジペプチドと無保護アミノ酸の縮合反応条件を検証し、評価項目である反応収率およびエピメリ化率を高感度かつ高速に測定できる分析手段を確立した。今年度はモデルジペプチドに対し、様々な主鎖無保護アミノ酸を用いて縮合反応を検討した。その結果、反応収率に課題を残すものの、多くのアミノ酸において低エピメリ化率にて縮合反応を実施することができた。さらに、モデルジペプチドのC末端アミノ酸を変更した種々のジペプチドを合成し、これらと単一の主鎖無保護アミノ酸との反応を検証した。その結果、C末端側のアミノ酸が嵩高い場合に反応速度の低下が見られ、他の場合に比べてやや高いエピメリ化率となることが判明した。このような難易度の高い基質に対しても高効率で反応させるべく反応条件の精査中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

モデルジペプチドに対し、様々な主鎖無保護アミノ酸を反応させた結果、いずれの場合でもラセミ化を最小限に抑制しつつ、収率良くペプチドを得ることに成功した。また、ジペプチド側の影響を調査すべく、種々のジペプチドを合成し、評価を行った。

今後の研究の推進方策

本手法が様々なペプチドおよび反応させるアミノ酸に適用可能かどうかの検証を続けていく予定である。特に無保護アミノ酸側の検証としては、N-メチル化無保護アミノ酸などの非天然アミノ酸を縮合させること、ペプチド側の検証として、嵩高いアミノ酸をC末端に有する場合の反応収率の向上を達成する必要がある。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chelating Picolinaldehyde Hydrazone Amides as Protecting Groups for Carboxylic Acids: Orthogonal Reactivities of Hydrazone Amides and Esters in Hydrolysis2022

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Yasuhiro、Mori Daiki、Toyoda Mayuko、Amano Yukiho、Hosoi Midori、Ando Momoka、Hara Osamu
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 25 号: 6 ページ: 895-900

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c03670

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 分子間 anti-マルコウニコフ型Wacker-type反応の検討2024

    • 著者名/発表者名
      西川泰弘、鈴木清華、鈴木萌々香、河西紗羅、水野一真、青木美可子、原 脩
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭化水素化合物の酸化的修飾による海洋天然物Dysibetaine全合成2024

    • 著者名/発表者名
      西川泰弘、青木美可子、武田侑加、久留宮菜々花、日紫喜李野、安田知富未、朴珠恩、佐藤菜央、榊原志織、伊藤祐来、中山秀斗、原 脩
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭化水素を出発原料とする異常アミノ酸Dysibetaineの全合成2023

    • 著者名/発表者名
      武田侑加、西川泰弘、久留宮菜々花、日紫喜李野、安田知富未、朴珠恩、佐藤菜央、榊原志織、伊藤祐来、中山秀斗、原 脩
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] カルバメート型アルコール保護基の開発と選択的脱保護反応の検討2023

    • 著者名/発表者名
      西川泰弘、安藤桃花、百瀬真梨、宇藤愛祐子、吉田結衣、原 脩
    • 学会等名
      第69回日本薬学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Chelating Picolinaldehyde Hydrazone Amides as Protecting Groups for Carboxylic Acids2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Nishikawa, Daiki Mori, Mayuko Toyoda, Yukiho Amano, Midori Hosoi, Momoka Ando, Osamu Hara
    • 学会等名
      The Internatinal Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-15)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement Effects of Ambient-Air Glow-Discharge Treatment on Enzymatic Digradation of Lignin2023

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Ohashi, Naoyuki Iwata, Hiroyuki Kato, Yasuhiro Nishikawa, Motoyuki Shimizu, Masashi Kato, Masaru Hori, Masafumi Ito
    • 学会等名
      ISPlasma2023/IC-PLANTS2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋産異常アミノ酸Dysibetaineの全合成2023

    • 著者名/発表者名
      武田侑加、西川泰弘、久留宮菜々花、日紫喜李野、佐藤菜央、安田知富未、伊藤祐来、中山脩斗、舘ひかる、榊原志織、宇佐美結、朴珠恩、原 脩
    • 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] ヒドラゾンカルバメートの化学選択的加水分解反応とアルコール保護基への展開2023

    • 著者名/発表者名
      吉田結衣、西川泰弘、安藤桃花、百瀬真梨、宇藤愛祐子、原 脩
    • 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] Nーアセチルアミノ糖への位置選択的アシル化反応2022

    • 著者名/発表者名
      服部暖、西川泰弘、高田華苗枝、高羽瑠奈、岸未紀、松井孝美、佐藤彰啓、原 脩
    • 学会等名
      第68回日本薬学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 配位性ヒドラジドの化学選択的加水分解反応とアルコール保護基への応用2022

    • 著者名/発表者名
      百瀬真梨、西川泰弘、安藤桃花、宇藤愛祐子、吉田結衣、原 脩
    • 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
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/ynishikawa

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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