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海洋天然物の結合タンパク質同定による創薬標的の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 23K21156
補助金の研究課題番号 21H02069 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分37020:生物分子化学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

荒井 雅吉  大阪大学, 大学院薬学研究科, 教授 (80311231)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2024年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード活性天然物 / 医薬シーズ / 創薬標的 / 標的分子
研究開始時の研究の概要

多彩な化学構造と生物活性を有する活性天然物は、生体内の様々なタンパク質と選択的に結合するものが多く、その結合タンパク質を明らかにすることは、新規創薬標的の開拓に繋がる。本研究では、創薬標的の枯渇が問題になっている「がん」および「感染症」に対する新規創薬標的の開拓を目的に、独創性の高いPhenotypic screeningの評価系を用いて、新しい創薬標的開拓の基軸となる新規活性天然物を見出す。そして、研究代表者が確立してきた結合タンパク質解析法を活用して、活性天然物の結合タンパク質同定による新規創薬標的の開拓を目指す。

研究実績の概要

活性天然物の探索では、前年度見出していた、エクソソーム産生阻害活性を有する海洋由来真菌の培養抽出物から、4個のナフトキノン類を単離・同定し、その構造活性相関を明らかにした。また、昨年度明らかにした、サポニンHがエクソソーム産生を上昇させるという知見を基にして、類縁化合物を含むと予想される植物抽出から、新たな活性成分の精査を進め、3つのオレアナン型トリテルペンサポニンを活性物質として単離・同定した。さらに、低栄養適応がん細胞に対して、選択的に増殖阻害活性を示す海洋由来真菌の培養抽出物から、活性物質を単離し、現在、その構造解析を実施している。
昨年度から継続して実施している潜在性結核菌にも有効な化合物Lの標的分子解析については、2つの標的分子(結合タンパク質)候補を同定することに成功した。また、エクソソーム産生を阻害する化合物として新たに見出したナフトキノン類、エクソソーム産生を上昇させるオレアナン型トリテルペンサポニンについて、その作用機序解析と標的分子解析を開始した。

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

探索研究では、合計7個の活性物質の取得に成功しており、構造活性相関についても明らかにしつつある。また、エクソソームの産生を阻害するナフトキノン類、エクソソームの産生を上昇させるオレアナン型トリテルペンサポニンを用いて、その作用機序解析と標的分子解析を開始しており、次年度以降に新規創薬標的の創出が期待できる。一方、潜在性結核菌にも有効な化合物Lの標的分子解析については、2つの標的分子(結合タンパク質)候補を同定することに成功しており、次年度以降、化合物Lと標的分子候補との結合親和性解析、標的分子候補を欠損させた結核菌の表現型解析を進めることにより、創薬標的の創出が可能となる。

今後の研究の推進方策

継続して探索研究を実施し、創薬標的開拓の基軸となる活性天然物の取得を実施する。また、見出したエクソソーム産生阻害物質および産生を上昇させる化合物については、その作用機序の詳細を明らかにするとともに、標的分子解析のためのプローブ分子化の検討を開始する予定である。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ランプン大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 吉林大学(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ブルネイ大学/ブルネイ工科大学(ブルネイ・ダルサラーム)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ランプン大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ブルネイ大学/ブルネイ工科大学(ブルネイ・ダルサラーム)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 吉林大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of the Structure?Activity Relationship of an Anti-Dormant Mycobacterial Substance 3-(Phenethylamino)Demethyl(oxy)aaptamine to Create a Probe Molecule for Detecting Its Target Protein2022

    • 著者名/発表者名
      Sumii Yuji、Kamiya Kentaro、Nakamura Takehiko、Tanaka Kenta、Kaji Takumi、Mukomura Junya、Kotoku Naoyuki、Arai Masayoshi
    • 雑誌名

      Marine Drugs

      巻: 20 号: 2 ページ: 98-98

    • DOI

      10.3390/md20020098

    • 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] Synthesis and biological evaluation of cajaninstilbene acid and amorfrutins A-D as cytotoxic agents against human pancreatic carcinoma PANC-1 cells2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita Tadafumi、Lin Jianyu、Kimishima Atsushi、Arai Masayoshi、Takikawa Hirosato、Ogura Yusuke
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 号: 5 ページ: 590-595

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac025

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fungicide Activity of Culture Extract from Kocuria palustris 19C38A1 against Fusarium oxysporum2022

    • 著者名/発表者名
      Setiawan Andi、Setiawan Fendi、Juliasih Ni Luh Gede Ratna、Widyastuti Widyastuti、Laila Aspita、Setiawan Wawan A.、Djailani Fernandy M.、Mulyono Mulyono、Hendri John、Arai Masayoshi
    • 雑誌名

      Journal of Fungi

      巻: 8 号: 3 ページ: 280-280

    • DOI

      10.3390/jof8030280

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Asteltoxin inhibits extracellular vesicle production through AMPK/mTOR-mediated activation of lysosome function.2022

    • 著者名/発表者名
      Mitani F, Lin J, Sakamoto T, Uehara R, Hikita T, Yoshida T, Setiawan A, Arai M, Oneyama C.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 12 号: 1 ページ: 6674-6674

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10692-0

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Oridonin suppresses particulate-induced NLRP3-independent IL-1α release to prevent crystallopathy in the lung.2022

    • 著者名/発表者名
      Ikoma K, Takahama M, Kimishima A, Pan Y, Taura M, Nakayama A, Arai M, Takemura N, Saitoh T.
    • 雑誌名

      Int Immunol.

      巻: 34 号: 10 ページ: 493-504

    • DOI

      10.1093/intimm/dxac018

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-step construction of an acetoxypyrroloindole skeleton via tandem iodocyclization/acetoxylation of indoles2022

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kimishima, Hiroki Kato, Keijin Nakaguro, Masayoshi Arai
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 20 号: 27 ページ: 5397-5397

    • DOI

      10.1039/d2ob01001a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Antifungal Agent Chitooligosaccharides Derived from Solid-State Fermentation of Shrimp Shell Waste by Pseudonocardia antitumoralis 18D36-A12022

    • 著者名/発表者名
      Widyastuti Widyastuti、Setiawan Fendi、Al Afandy Chasya、Irawan Arik、Laila Aspita、Juliasih Ni Luh Gede Ratna、Setiawan Wawan Abdullah、Arai Masayoshi、Hendri John、Setiawan Andi
    • 雑誌名

      Fermentation

      巻: 8 号: 8 ページ: 353-353

    • DOI

      10.3390/fermentation8080353

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Anti-Mycobacterial N-(2-Arylethyl)quinolin-3-amines Inspired by Marine Sponge-Derived Alkaloid2022

    • 著者名/発表者名
      Mukomura Junya、Nonaka Hiroki、Sato Hiromasa、Kishimoto Maho、Arai Masayoshi、Kotoku Naoyuki
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 24 ページ: 8701-8701

    • DOI

      10.3390/molecules27248701

    • 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] Fasciospyrinadinone and Fasciospyrinadinol, Novel 3-Alkylpyridine Sesquiterpenoids from an Indonesian Marine Sponge, as Selective Growth Inhibitors of the Cancer Cells under Nutrient Starvation2021

    • 著者名/発表者名
      Kotoku Naoyuki、Matsumoto Hirokazu、Hisa Tomoya、Toda Kazunari、Ishida Ryosuke、Setiawan Andi、Arai Masayoshi
    • 雑誌名

      HETEROCYCLES

      巻: 103 号: 2 ページ: 827-827

    • DOI

      10.3987/com-20-s(k)50

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Asymmetric Formal Synthesis of Trichodermamides B and C2021

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kimishima, Hayato Saito, Violeta Petrova, Masayoshi Arai
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 32 号: 18 ページ: 1865-1868

    • DOI

      10.1055/s-0040-1720383

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid State Fermentation of Shrimp Shell Waste Using Pseudonocardia carboxydivorans 18A13O1 to Produce Bioactive Metabolites2021

    • 著者名/発表者名
      Setiawan Andi、Widyastuti Widyastuti、Irawan Arik、Wijaya Oklis Syahrin、Laila Aspita、Setiawan Wawan Abdullah、Juliasih Ni Luh Gede Ratna、Nonaka Kenichi、Arai Masayoshi、Hendri John
    • 雑誌名

      Fermentation

      巻: 7 号: 4 ページ: 247-247

    • DOI

      10.3390/fermentation7040247

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 活性天然物を基盤とするケミカルバイオロジー2022

    • 著者名/発表者名
      荒井雅吉
    • 学会等名
      第72回 日本薬学会関西支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がんエクソソーム産生阻害物質 (+)-Asteltoxinの作用機序解析2022

    • 著者名/発表者名
      林健宇,三谷文美絵,坂本達也,上原了,疋田智也,吉田卓也,Andi Setiawan, 小根山千歳,荒井雅吉
    • 学会等名
      第9回食品薬学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 海洋薬用資源からの医薬シーズ探索と創薬標的の開拓2022

    • 著者名/発表者名
      荒井雅吉
    • 学会等名
      大阪大学大学院工学研究科テクノアリーナ 「インテリジェントアグリ工学」グループ フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オレアナン型トリテルペンサポニンの エクソソーム産生促進活性2022

    • 著者名/発表者名
      Jianyu Lin, 佐藤航平, Hongqiang Lin,Jinping Liu, 小根山千歳, 荒井雅吉
    • 学会等名
      日本生薬学会第68回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 活性天然物を活用する新規創薬標的の開拓2022

    • 著者名/発表者名
      荒井雅吉
    • 学会等名
      第96回 日本細菌学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規化粧品素材の創出を指向したエクソソーム産生促進物質の探索2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤航平、Jianyu Lin、 Hongqiang Lin、 Jinping Liu、 小根山千歳、荒井雅吉
    • 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] 標的分子同定を指向した3-(phenethylamino)demethyl(oxy)aaptamineプローブ分子の合成2022

    • 著者名/発表者名
      君嶋敦,嶋田裕介,中村健彦,古徳直之,荒井雅吉
    • 学会等名
      第39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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Trichodermamide Eの合成と構造訂正2022

    • 著者名/発表者名
      君嶋 敦、永田 怜、竹下 悠仁、荒井 雅吉
    • 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] 酸化的アセトキシ環化反応を用いた protubonine Aおよび Bの不斉合成2022

    • 著者名/発表者名
      君嶋 敦、加藤大樹、中畔慶人、荒井 雅吉
    • 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] Target identification of bioactive marine natural products isolated from phenotypic screening system2021

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Arai
    • 学会等名
      THE 3rd INTERNASIONAL CONFERENCE ON FISHERIES AQUATIC ENVIRONMENT SCIENCE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Attraction of Marine Natural Products and Their Utilization in Drug Discovery2021

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Arai
    • 学会等名
      The First International Symposium of Japan Society for Halal Science and Technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.phs.osaka-u.ac.jp/homepage/b012/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-08-08  

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