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光誘起型環化反応の開発に基づく光分子構築法の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 23K04957
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) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード光反応 / 含窒素芳香環 / 分子内環化反応 / 光分子構築法 / 光制御 / 生体内合成化学 / 光薬理学 / ラジカル反応
研究開始時の研究の概要

本研究では、「光による分子骨格の構築」という新たな概念に基づく薬理活性制御法の開拓に挑戦する。具体的には、申請者が独自に発見した光感受性分子の特異な光反応性を利用することで、生体内で進行する新規光反応を開発する。さらに、開発した光反応を用いて薬理活性物質の細胞内光構築を検証し、本方法論の有用性の実証を目指す。

研究実績の概要

薬物分子の活性を生体内で時空間制御できる光分子操作技術は、生命現象の解明や副作用の少ない薬物療法を実現可能な方法論として注目を集めている。本研究では「光による分子骨格の構築」という新たな概念に基づく薬理活性制御法の開拓を研究する。具体的には、申請者が独自に発見したニトロベンジルオキシムエーテルの特異な反応性を用いて生体適合性の分子内光環化反応を開発し、薬物分子の細胞内光構築に基づく活性制御の概念実証を目指す。2023年度は、① 含窒素芳香環を与える光誘起型分子内環化反応の開発と、② 新規光反応を利用した抗がん活性分子の光分子構築について研究を進めた。
① 含窒素芳香環を与える光誘起型分子内環化反応の開発:ニトロベンジル基への光照射によって誘起されるN-O結合の開裂反応を応用し、種々の窒素中心ラジカルの生成ならびに分子内環化反応を検討した。その結果、先行研究で報告したイミニルラジカル以外の窒素中心ラジカルを生成可能であること、また、それらを用いて含窒素芳香環を構築できることを見出した。さらに、これらの光誘起型環化反応が含水溶媒中で進行することも確認した。
② 新規光反応を利用した抗がん活性分子の光分子構築:新たに開発した光反応を用いて、薬物分子の光分子構築を試験管レベルで検討した。その結果、光反応収率に改善の余地を残すものの、1,6-naphthyridine骨格を有する抗がん剤誘導体の構築に成功した。

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

当初予定していた研究計画通りに、新規光誘起型環化反応の開発と薬物分子の光分子構築を進めることができたため。

今後の研究の推進方策

当初の研究計画に基づき、引き続き光誘起型環化反応の開発を進める。基質適用範囲を検証するほか、反応機構の詳細を明らかにする。また、光分子構築に基づく細胞内での抗がん活性制御も検討する。具体的には、抗がん剤誘導体の細胞内光反応を検討し、光分子構築に基づく活性制御が可能であるか明らかにする。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Reversible control of gene expression by guest-modified adenosines in a cell-free system via host?guest interaction2024

    • 著者名/発表者名
      Okamura Hidenori、Yao Takeyuki、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      ChemRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.26434/chemrxiv-2024-mk3qh

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 生理的条件下で含窒素芳香環を構築できる光反応の開発と応用研究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
      第34回万有仙台シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 含窒素芳香環を細胞内で構築可能な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
      日本ケミカルバイオロジー学会 第17回年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 生理的条件下で含窒素芳香環を構築できる光反応の開発と応用研究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
      第16回 三地区若手交歓会 福岡ミニシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 生理的条件下で含窒素芳香環を構築できる光反応の開発と応用研究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
      第33回万有福岡シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] o-ニトロベンジルが誘起するN-O開裂を用いた含窒素芳香環構築反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      岡村 秀紀,金山 唯,飯田 百香,川森 有沙,永次 史
    • 学会等名
      2023年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規光誘起型環化反応を用いた薬理活性制御法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      川森 有沙,岡村 秀紀,飯田 百香,金山 唯,小澤 眞美子,永次 史
    • 学会等名
      2023年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Construction of anticancer agents by photo-triggered cyclization reaction under physiological conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Arisa Kawamori,Hidenori Okamura,Momoka Iida,Yui Kaneyama,Mamiko Ozawa,Fumi Nagatsugi
    • 学会等名
      令和5年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 含酸素芳香族複素環を与える光誘起型分子内環化反応の開発2023

    • 著者名/発表者名
      坂田 洸樹,岡村 秀紀,川森 有沙,永次 史
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 含窒素複素環を与える光誘起型環化反応の開発と薬理活性の光制御への応用2023

    • 著者名/発表者名
      岡村 秀紀,飯田 百香,川森 有沙,金山 唯,小澤 眞美子,永次 史
    • 学会等名
      第52回複素環化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 含窒素複素環を与える光誘起型分子内環化反応の開発と薬理活性の光制御への応用2023

    • 著者名/発表者名
      岡村秀紀,飯田百香,川森有沙,金山唯,小澤眞美子,永次史
    • 学会等名
      第40回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規光誘起型環化反応の開発に基づく抗腫瘍活性の光化学制御2023

    • 著者名/発表者名
      岡村 秀紀,川森 有沙,飯田 百香,金山 唯,小澤 眞美子,永次 史
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規光誘起型環化反応の開発に基づく薬理活性の光化学制御2023

    • 著者名/発表者名
      岡村 秀紀,川森 有沙,飯田 百香,金山 唯,小澤 眞美子,永次 史
    • 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

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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