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多成分連結型天然物ビルドアップライブラリー法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 22K15241
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47010:薬系化学および創薬科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

勝山 彬  北海道大学, 薬学研究院, 助教 (20824709)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード創薬化学 / ペプチド / 構造最適化 / ペプチドスキャニング / ケミカルライゲーション / 構造活性相関研究 / 天然物 / 化合物ライブラリー / 抗菌薬 / 薬剤耐性菌 / 有機合成化学
研究開始時の研究の概要

中分子天然物は低分子が標的とすることが困難な標的に対しても作用することが可能であり、新規医薬品のリード化合物としてのポテンシャルを秘めている。従来の全合成を基盤とした逐次的な方法では、多数の誘導体合成の段階に多大な労力を有する。この問題に対して申請者はこれまで、「天然物ビルドアップライブラリー戦略」を考案し、天然物誘導体を迅速に合成する方法論を確立してきた。本申請課題では、天然物ビルドアップライブラリーを多成分連結型へと発展させることで、既存の天然物誘導体ライブラリーを飛躍的に上回る大規模ライブラリーを構築する。また、構築したライブラリーを用いて、細菌感染症治療薬のリード化合物の獲得を目指す。

研究成果の概要

中分子天然物を医薬品として利用するために、その構造を改変し、生物活性や代謝安定性等の薬物としての性質を向上させる必要がある。複雑な構造を有する天然物の構造修飾は多大な労力を有することから、この段階の効率化が求められている。本研究では、ペプチド系の天然物を主たるターゲットとし、天然物中に複数の化学修飾の導入が可能な多成分連結型の構造最適化手法の確立を目的に研究を行った。抗菌天然物ポリミキシンBについて、セリン-スレオニンライゲーションを用いることで、多数の誘導体を網羅的に合成するとともに、抗菌活性の改変に成功した。またこの反応により、二段階目の修飾の足がかりとなるアルデヒドの導入にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌による感染症は、現代の公衆衛生においても再び脅威となりつつあるが、どのような感染症が流行するかを事前に予測し、それに対して適切な抗菌薬を開発するのは困難である。こうした疾患に対しては、多数の性質の異なる候補化合物を迅速に提供することが重要であり、抗菌ペプチドポリミキシンを用いて抗菌スペクトルを迅速に改変できた事実は、予測の難しい感染症に対して本研究で確立した手法が機能することを示している。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Solid-Phase Synthesis of Nannocystin Ax and Its Analogues2023

    • 著者名/発表者名
      Miyakita Daiki、Kawanishi Kohei、Katsuyama Akira、Yamamoto Kazuki、Yakushiji Fumika、Ichikawa Satoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 88 号: 15 ページ: 11367-11371

    • DOI

      10.1021/acs.joc.3c01189

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid-Phase Total Synthesis of Sandramycin and Its Analogues2023

    • 著者名/発表者名
      Komatani Yuya、Momosaki Kyoka、Katsuyama Akira、Yamamoto Kazuki、Kaguchi Rintaro、Ichikawa Satoshi
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 25 号: 3 ページ: 543-548

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.2c04327

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of Biologically Optimized Polymyxin Derivatives Facilitated by Peptide Scanning and In Situ Screening Chemistry2023

    • 著者名/発表者名
      Kaguchi R, Katsuyama A, Sato T, Takahashi S, Horiuchi M, Yokota SI, Ichikawa S
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc

      巻: 145 号: 6 ページ: 3665-3681

    • DOI

      10.1021/jacs.2c12971

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 人工核酸抗体の開発を指向したサンドラマイシン誘導体の合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      駒谷優弥、百﨑恭佳、勝山彬、山本一貴、市川聡
    • 学会等名
      第34回 万有札幌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] スレオニルジアミノブタン酸スキャニングを用いたポリミキシン耐性菌に有効な創薬リードの創製2022

    • 著者名/発表者名
      家口凜太郎、勝山彬、佐藤豊孝、堀内基広、横田伸一、市川聡
    • 学会等名
      第64回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ビルドアップ法に基づくコリスチン誘導体の多数供給と評価2022

    • 著者名/発表者名
      家口凜太郎、勝山彬、喜多俊介、前仲勝実、市川聡
    • 学会等名
      日本薬学会北海道支部第149回例会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] スキャニング用アミノ酸化合物、スキャニング用改変ペプチド、スキャニング用キット及びペプチドの活性部位のスキャニング方法2023

    • 発明者名
      市川聡、勝山彬、家口凜太郎
    • 権利者名
      市川聡、勝山彬、家口凜太郎
    • 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

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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