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クリックケミストリーに基づく生物活性化合物創製法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 23K23487
補助金の研究課題番号 22H02220 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
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
研究機関大阪大学

研究代表者

伊藤 幸裕  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (30636402)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2025年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード分子設計 / 分解誘導剤 / 化合物探索 / ケミカルバイオロジー / 酵素阻害薬
研究開始時の研究の概要

本研究では、応募者自身が考案したクリックケミストリーを基盤とする方法論を利用し、低分子性生物活性化合物を創製する。具体的には、クリック反応に基づくライブラリー構築・評価と深層学習による化合物探索法、細胞内クリック反応を利用したタンパク質分解誘導剤(PROTAC)最適化法、click-and-release反応を利用したがん細胞選択的薬物放出法にて、エピジェネティクス関連タンパク質の阻害薬、もしくはROTACを創製する。

研究実績の概要

一般に取り扱いが容易な低分子性生物活性化合物は、ケミカルバイオロジー研究において有用なツールとなり、その標的が疾患関連タンパク質であれば、医薬品候補化合物にもなる。しかし、そのような化合物の創製は、通常、多大なコストと時間、労力が必要となる。そこで、所望の活性を有する化合物を簡便かつ効率的に創製するための方法論として、クリックケミストリーを基盤とする低分子性生物活性化合物の創製法を考案した。本研究では、本方法論の有用性を検証するとともに、様々な生物活性化合物としての酵素阻害薬やタンパク質分解誘導剤を創製する。具体的には、クリック反応に基づくライブラリー構築・評価による化合物探索法(手法①)、細胞内クリック反応を利用したタンパク質分解誘導剤(PROTAC)最適化法(手法②)、click-and-release反応を利用したがん細胞選択的薬物放出法(手法③)にて、エピジェネティクス関連タンパク質の阻害薬、もしくは、PROTACを創製する。令和5年度は、上述の手法②に関して、クリック反応に基づくライブラリーのスクリーニングを行い、期待通りヒット化合物を見出した。また、上述の手法②に関して、細胞内クリック反応を利用した分解誘導剤の評価を行ったところ、有用なPROTAC候補分子の創製に成功した。さらに、手法③に関して、click-and-release反応を利用したがん細胞選択的薬物放出法に利用する、各種フラグメント化合物の合成に成功した。

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

予定通りに、クリック反応用を利用して構築したライブラリーから、ヒット化合物を見出すことができた。さらに、細胞内クリック反応を利用したタンパク質分解誘導剤(PROTAC)の創製では、有用なPROTAC候補分子の創製に成功した。以上の2点から、想定した計画通りに進められていると判断した。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り、胞内クリック反応を利用した分解誘導剤の創製研究では、PROTACの最適化を進める。また、click-and-release反応を利用したがん細胞選択的薬物放出法の研究では、合成した各種フラグメント化合物の細胞系での評価を実施する。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022

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 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Discovery of selective histone deacetylase 1 and 2 inhibitors: screening of a focused library constructed by click chemistry, kinetic binding analysis, and biological evaluation2023

    • 著者名/発表者名
      Itoh Y, Zhan P, Tojo T, Jaikhan P, Ota Y, Suzuki M, Li Y, Hui Z, Moriyama Y, Takada Y, Yamashita Y, Oba M, Uchida S, Masuda M, Ito S, Sowa Y, Sakai T, Suzuki T
    • 雑誌名

      J Med Chem

      巻: 66 号: 22 ページ: 15171-15188

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.3c01095

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 架橋部位にE3リガンド構造を持つペプチド性PROTACの創製研究2023

    • 著者名/発表者名
      川浪 紘明、高田 悠里、山下 泰信、伊藤 幸裕、鈴木 孝禎
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 逆電子要請型 Diels-Alder 反応に基づく標的タンパク質分解誘導薬PROTAC の創製研究2023

    • 著者名/発表者名
      Yu Shengwang、伊藤幸裕、 山下泰信、高田悠里、鈴木孝禎
    • 学会等名
      第49回反応と合成の進歩シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質分解誘導活性を持つペプチド化合物の創製を指向したステープル化2023

    • 著者名/発表者名
      川浪 紘明、高田 悠里、山下 泰信、伊藤 幸裕、鈴木 孝禎
    • 学会等名
      第73回日本薬学会関西支部総会・大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リシン脱メチル化酵素KDM5Cを標的とした分解誘導薬(PROTAC)の創製2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤幸裕、飯田哲也、高橋ゆかり、山下泰信、黒原崇、三宅由花、大庭誠、鈴木孝禎
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] みなさんが知ってる基礎化学を使って創薬化学研究をしています!2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤幸裕
    • 学会等名
      大阪大学薬学部・特別講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BRD4を標的としたスクアレート型コバレントドラッグの創製研究2023

    • 著者名/発表者名
      竹島 大和、高田 悠里、山下 泰信、伊藤 幸裕、鈴木 孝禎
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] E3リガンド構造によるステープル化を基盤としたペプチド性PROTACの創製研究2023

    • 著者名/発表者名
      川浪 紘明、高田 悠里、山下 泰信、伊藤 幸裕、鈴木 孝禎
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] HDAC8を標的としたPROTAC化合物による成人T細胞白血病細胞株の細胞死2023

    • 著者名/発表者名
      西中間 翔和、小迫 知弘、徳永 彩華、加藤 奈歩、伊藤 幸裕、鈴木 孝禎、本田 伸一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] クリックケミストリーを利用したGLS1 PROTACライブラリーの構築2023

    • 著者名/発表者名
      林 海伶、伊藤 幸裕、山下 泰信、高田 悠里、鈴木 孝禎
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Discovery of hydrophobic tag-based degraders targeting lysine-specific demethylase 12023

    • 著者名/発表者名
      Shengwanf Yu, Yasunobu Yamashita, Yuri Takada, Yukihiro Itoh, Takayoshi Suzuki
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 創薬研究に応用できる化学的思考2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤幸裕
    • 学会等名
      創薬等先端技術支援基盤プラットホーム(BINDS) 第3回合成勉強会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「化学的」発想に基づく生物活性化合物の創製2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤幸裕
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会 第33回サマースクール
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低分子創薬の発展を目指して2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤幸裕
    • 学会等名
      第26回ケムステVシンポ「創薬モダリティ座談会」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HDAC8阻害薬の同定、構造最適化およびPROTACへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤幸裕、太田庸介Jiranan Chotitumnavee、武藤伸輔、宮田直樹、鈴木孝禎
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第16回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Proteolysis targeting chimeras (PROTACs) targeting epigenetic enzymes2022

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Itoh
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 創薬を志向したキメラ分子の創製研究2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤幸裕
    • 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
    • 招待講演
  • [産業財産権] 化合物又はその塩及びその製造方法、化合物又はその塩を含む医薬品組成物及びその製造方法2023

    • 発明者名
      鈴木 孝禎、伊藤 幸裕、渡部 素生
    • 権利者名
      鈴木 孝禎、伊藤 幸裕、渡部 素生
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-143583
    • 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: 2024-12-25  

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