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機能性ホロチン分子に着目した新規ハイブリッド型抗菌剤創製研究

研究課題

研究課題/領域番号 23790142
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 創薬化学
研究機関東京薬科大学

研究代表者

薬師寺 文華  東京薬科大学, 薬学部, 助教 (40548476)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 中途終了 (2011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)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードハイブリッド / 抗菌活性剤 / ホロチン / RNA ポリメラーゼ / ミキソピロニン / RNAポリメラーゼ / ホロマイシン
研究概要

平成24年度は昨年度からの継続研究として、機能性ホロチン分子とのハイブリッド型誘導体、即ち、チオマリノール誘導体とミキソピロニン誘導体の化合物ライブラリー構築を行った。得られた新規誘導体においてペーパーディスク法による抗菌活性定性試験を行ったところ、新たな抗菌活性化合物を見出すことができた。また、本化合物において8種の菌株を用いた高次抗菌活性試験を実施したところ、グラム陽性菌選択的な阻害活性を示すことが明らかとなった。さらに、細菌性 RNA ポリメラーゼに対する阻害活性試験を試みたところ、所望の阻害作用を有することも示された。一方、効率的な化合物ライブラリーの構築を目的としピロン体およびヒドロキシクマリン体に対する直截的官能基化反応の検討を行った結果、パラジウム触媒を用いた新規官能基化反応を確立することができた。本化合物群においても現在抗菌活性定性試験の実施を試みており、新規ハブリッド型化合物群の獲得に向けた基盤を築くことができた。
また、ミキソピロニンと同様に細菌性 RNA ポリメラーゼ阻害作用を有することが報告されている抗菌性天然物リポスタチンの合成については、その逆合成解析を行い、フラグメント合成に着手した。すでに全合成が3例報告されているが、より効率的な合成ルートの検討を行い骨格合成を試みるとともに、機能性分子ホロチンとのハイブリッド型化合物の構築へとつなげていく予定である。

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

24年度は、昨年度構築した化合物ライブラリーの拡充を行い、新規ハイブリッド型抗菌性化合物を見出すことができた。また、本化合物は大腸菌由来 RNA ポリメラーゼに対して阻害活性を示したことから、分子モデリングを用いたドッキングスタディーを行った。その結果、新規抗菌性化合物はミキソピロニン結合部位に結合することで阻害作用を示すことが示唆された。一方、より効率的な抗菌性化合物ライブラリーの構築を試みるべく、ピロン環およびヒドロキシクマリンに対する直截的官能基化反応を検討したところ、パラジウム触媒を用いることで C3 位選択的官能基化が進行することを見出した。さらに、機能性ホロチン分子のオキソンを用いた酸化反応を計算化学的手法を用いて考察することで、硫黄原子における選択的酸化反応の反応機構を検討した。
24年度は機能性分子ホロチンとのハイブリッド型化合物の合成、構造活性相関に留まらず、派生したテーマであるピロン環およびヒドロキシクマリンに対する直截的官能基化の検討や、ホロチン部の酸化反応における反応機構の検討も行い、本研究内容を深めることができた。一方、24年度の研究計画であるリポスタチンの合成研究では、主要骨格の合成には至らなかったもののフラグメント合成に着手していることから、今後は派生テーマとともにリポスタチンの合成、誘導体構築に力を入れ、研究を進めていく予定である。

今後の研究の推進方策

25年度は、作年度に引続き、抗菌性天然物リポスタチンとホロチン部のハイブリッド型誘導体設計及び合成を行う。リポスタチンの全合成は3例報告されているが、より効率的な合成法の確立と、ハイブリッド型化合物への誘導化、さらに簡素化を目指す。まずは、前年度に構築しているフラグメントを用いて、リポスタチン骨格の形成を行う。さらに、合成ルート確立後は、誘導可能な合成中間体と機能性分子ホロチンを縮合させることで、リポスタチン型合成ハイブリッド化合物のライブラリーを構築する。リポスタチンでは、細菌性 RNA ポリメラーゼとの X 線結晶構造解析が報告されていないことから、ミキソピロニンのモデルを参考にドッキングスタディーを試みる。本検討をもとに、官能基変換や部分異性体への誘導を繰り返すことで活性向上を目指し、分子構造の最適化を図る。

次年度の研究費の使用計画

24年度における次年度使用額は、予定していた学会への参加を見送ったため生じたものである。
これより平成25年度は、次年度使用額を合わせ CIMAREC 社製 TLC 用ホットプレート HP131224 の導入を検討している。また、本研究の遂行において、ハイブリッド型誘導体の合成研究を行い化合物ライブラリーを構築するには相当量の合成実験が必要であることから、有機・無機試薬、有機溶媒、ガラス器具を消耗品として計上している。一方、学会参加による国内、海外旅費は、研究成果の発表および有意義な討議により得られる情報収集のためには欠かせない。さらに、研究打合わせや、学会発表、英文校閲、論文投稿では、複写費や通信費、論文校閲費、投稿費等が必要であり、本研究の進展を支えるものとして使用計画に加えている。

報告書

(3件)
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書   実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (9件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Novel Hybrid-Type Antimicrobial Agents Targeting the Switch Region of Bacterial RNA Polymerase2013

    • 著者名/発表者名
      Yakushiji, F.; Miyamoto, Y.; Kunoh, Y.; Okamoto, R.; Nakaminami, H.; Yamazaki, Y.; Noguchi, N.; Hayashi, Y.
    • 雑誌名

      ACS Medicinal Chemistry Letters

      巻: 4 号: 2 ページ: 220-224

    • DOI

      10.1021/ml300350p

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a solidsupported biotinylation reagent for efficient biotin labeling of SH groups on small molecules2012

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Fukumoto, Kumi Adachi, Akihiro Kajiyama, Yuri Yamazaki, Fumika Yakushiji, Yoshio Hayashi
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett

      巻: 53 号: 5 ページ: 535-538

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2011.11.089

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Structure-Activity Relationship Study of Antimicrotubule Agents Phenylahistin Derivatives with a Didehydropiperazine-2,5-dione Structure2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamazaki
    • 雑誌名

      Journal of Medicinal Chemistry

      巻: 55 号: 3 ページ: 1056-1071

    • DOI

      10.1021/jm2009088

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negamycin Analogue with Readthrough-Promoting Activity as a Potential Drug Candidate for Duchenne Muscular Dystrophy2012

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Taguchi, Masataka Shiozuka, Ryoichi Matsuda, Yoshiaki Nonomura, Yoshiaki Kiso, Yuri Yamazaki, Fumika Yakushiji, Yoshio Hayashi et al.
    • 雑誌名

      ACS Med. Chem. Lett.

      巻: 3 号: 2 ページ: 118-122

    • DOI

      10.1021/ml200245t

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water-Soluble Prodrug of Antimicrotubule Agent Plinabulin : Effective strategy with Click Chemistry2011

    • 著者名/発表者名
      Fumika Yakushiji, Yoshio Hayashi, 他4人
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 17 号: 45 ページ: 12587-12590

    • DOI

      10.1002/chem.201102293

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 温故知新: アミド結合形成の新展開2011

    • 著者名/発表者名
      薬師寺文華
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 69 ページ: 715-716

    • NAID

      10028294191

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パラジウム触媒を用いた 3-アリール-4-ヒドロキシクマリンの効率的合成法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      薬師寺文華, 原茂正子, 宮寺友香里, 高山健太郎, 林良雄
    • 学会等名
      日本薬学会 第133年会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] C3-Selective arylation of 4-hydroxycoumarins with palladium catalysts2013

    • 著者名/発表者名
      Fumika Yakushiji, Masako Haramo, Yukari Miyadera, Yoshio Hayashi
    • 学会等名
      245^<th> ACS National meeting & Exposition
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Novel Hybrid-type Derivatives of Myxopyronin targetting the Bacterial Infections2012

    • 著者名/発表者名
      Fumika Yakushiji, Yuki Kunoh, Yuko Miyamoto, Yuri Yamazaki, Yoshio Hayashi
    • 学会等名
      22nd International Symposium on Medicinal Chemistry
    • 発表場所
      ベルリン
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 位置選択的 C-H 活性化型アリール化反応による3-アリール-4-ヒドロキシクマリンの合成2012

    • 著者名/発表者名
      薬師寺文華, 原茂正子, 宮寺友香里, 高山健太郎, 林良雄
    • 学会等名
      第38回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 発表場所
      船堀
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 細菌性 RNA ポリメラーゼを標的とした新規ハイブリッド型抗菌剤の創製研究2012

    • 著者名/発表者名
      薬師寺文華,宮本裕子,久能佑樹,岡本玲子,山崎有理,林良雄
    • 学会等名
      第30回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • 発表場所
      船堀
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Design, Synthesis and Biological Evaluation of Hybrid-Type Derivatives of Myxopyronin as Inhibitors of Bacterial RNA Polymerase2012

    • 著者名/発表者名
      Fumika Yakushiji, Reiko Okamoto, Yuki Kunoh, Yuko Miyamoto, Yuri Yamazaki, and Yoshio Hayashi
    • 学会等名
      ACS National Meeting & Exposition
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 機能性ホロチン分子に着目したハイブリッド型 RNA ポリメラーゼ阻害剤創製研究2012

    • 著者名/発表者名
      薬師寺 文華
    • 学会等名
      有機合成薬学シンポジウム(招待講演)
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Design, Synthesis and Biological Evaluation of Novel Hybrid-Type Derivatives of Myxopyronin B as Antibacterial Agents2011

    • 著者名/発表者名
      Fumika Yakushiji, Reiko Okamoto, Yuuki Kunoh, Yuko Miyamoto, Yuri Yamazaki, and Yoshio Hayashi
    • 学会等名
      23rd International Congress of Heterocyclic Chemistry
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Novel Hybrid Type Analogues of Myxopyronin B as Antimicrobial Agents2011

    • 著者名/発表者名
      Fumika Yakushiji, Reiko Okamoto, Yuki Kunoh, Yuko Miyamoto, Yuri Yamazaki and Yoshio Hayashi
    • 学会等名
      8th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考] 東京薬科大学薬学部 薬品化学教室

    • URL

      http://hinka-toyaku.s2.weblife.me/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 東京薬科大学薬学部 薬品化学教室

    • URL

      http://hinka-toyaku.s2.weblife.me/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ps.toyaku.ac.jp/wp/yakuhinkagaku/

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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