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特定の立体構造を有する生物活性中分子の汎用創製手法の確立

公募研究

研究領域反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製
研究課題/領域番号 18H04382
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

後藤 佑樹  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70570604)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019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)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードペプチド / 中分子 / 環状ペプチド / 阻害剤
研究実績の概要

中分子化合物を医薬品や研究ツールとして活用する試みが近年盛んに行われている。既存の生物活性中分子開発戦略の多くは、スクリーニングで発見した天然物や人工中分子を親化合物とし、より良い活性を示すものに『改良』していくものが中心であった。一方で本研究では、広い作用面を介して標的と相互作用できる中分子大規模ライブラリーの試験管内分子進化法の活用により、任意の生物活性を有する中分子化合物をテーラーメイドに『創製』する新技術の確立を目標とする。具体的には、改変翻訳系を用いた遺伝暗号のリプログラミング技術を活用することで、非タンパク質性アミノ酸ブロックを含む環状ペプチドを翻訳合成を達成する。これにより、既存のαペプチドとはその構造特性が大きく異なる生物活性ペプチド中分子を創製することを最終目標として掲げる。昨年度までに、大環状化と特定の立体構造形成の両方を誘起できる人工残基を設計し、さらに遺伝暗号のリプログラミング法によりこれら人工残基を含んだ人工環状ペプチドを翻訳合成できることも実証した。
本年度は、シクロプロパンユニットを含む人工アミノ酸を開始残基として用いて、中分子環状ペプチドライブラリーの構築に成功した。モデルペプチド配列をもちいた実験により、このシクロプロパン含有アミノ酸を用いることで、得られるライブラリー中に含まれるlariat-tail型の環状ペプチドの生成が抑制され、大環状型の構造をもったペプチドライブラリーを効率良く生産できることを示した。実際に、試験管内分子選択実験により、標的として設定した酵素をnMオーダーで阻害する大環状型の新規中分子ペプチド薬剤の開発に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件、 招待講演 19件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] Oxford Univ.(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Univ. of North Carolina at Chapel Hill(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Chemoenzymatic Posttranslational Modification Reactions for the Synthesis of Ψ[CH 2 NH]‐Containing Peptides2020

    • 著者名/発表者名
      Kato Yasuharu、Kuroda Tomohiro、Huang Yichao、Ohta Risa、Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 59 号: 2 ページ: 684-688

    • DOI

      10.1002/anie.201910894

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring the Post-translational Enzymology of PaaA by mRNA Display2020

    • 著者名/発表者名
      Fleming, S. R., Himes, P. M., Ghodge, S. V., Goto, Y., Suga, H., Bowers, A. A.
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc

      巻: 142 号: 11 ページ: 5024-5028

    • DOI

      10.1021/jacs.0c01576

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved Stability of siRNA-Loaded Lipid Nanoparticles Prepared with a PEG-Monoacyl Fatty Acid Facilitates Ligand-Mediated siRNA Delivery2020

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, Y., Mizumura, W., Ito, K., Iwasaki, K., Katoh, T., Goto, Y., Suga, H., Harashima, H.
    • 雑誌名

      Mol Pharm

      巻: 17 号: 4 ページ: 1397-1404

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.0c00087

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ribosomal Formation of Thioamide Bonds in Polypeptide Synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Maini Rumit、Kimura Hiroyuki、Takatsuji Ryo、Katoh Takayuki、Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 51 ページ: 20004-20008

    • DOI

      10.1021/jacs.9b11097

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Meeting Peptides in Kyoto2019

    • 著者名/発表者名
      Futaki, S., Matsuzaki, K., Goto, Y.
    • 雑誌名

      Chembiochem

      巻: 20 号: 16 ページ: 2015-2016

    • DOI

      10.1002/cbic.201900456

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of non-standard macrocyclic peptides specifically binding TSC-22 homologous gene-12019

    • 著者名/発表者名
      Tran STP, Hipolito CJ, Suzuki H, Xie R, Kim Tuyen HD, Dijke PT, Terasaka N, Goto Y, Suga H, Kato M.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 516 号: 2 ページ: 445-450

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.06.035

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vitro Biosynthesis of Peptides Containing Exotic Azoline Analogues2019

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 21 号: 1-2 ページ: 84-87

    • DOI

      10.1002/cbic.201900521

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RiPP生合成経路の改変による天然物ペプチドの人工誘導体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 雑誌名

      ペプチド創薬の最前線, シーエムシー出版

      巻: n/a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] ケミカルバイオロジー2.02019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔, 山東信介, 清中茂樹, 花岡健二郎, 後藤佑樹
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 581 ページ: 18-23

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] RiPP生合成経路の改変による人工ペプチド生産2019

    • 著者名/発表者名
      後藤 佑樹、井上 澄香、菅 裕明
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 55 号: 7 ページ: 662-667

    • DOI

      10.14894/faruawpsj.55.7_662

    • NAID

      130007671606

    • ISSN
      0014-8601, 2189-7026
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Ribosomal Synthesis of Backbone-Cyclic Peptides Compatible with In Vitro Display.2019

    • 著者名/発表者名
      Takatsuji R, Shinbara K, Katoh T, Goto Y, Passioura T, Yajima R, Komatsu Y, Suga H.
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc.

      巻: 141 号: 6 ページ: 2279-2287

    • DOI

      10.1021/jacs.8b05327

    • 関連する報告書
      2018 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] Flexizyme-Enabled Benchtop Biosynthesis of Thiopeptides.2019

    • 著者名/発表者名
      Fleming SR, Bartges TE, Vinogradov AA, Kirkpatrick CL, Goto Y, Suga H, Hicks LM, Bowers AA.
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc.

      巻: 141 号: 2 ページ: 758-762

    • DOI

      10.1021/jacs.8b11521

    • 関連する報告書
      2018 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] Engineering of RiPP pathways for the production of artificial peptides bearing various non-proteinogenic structures2018

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Current Opinion in Chemical Biology

      巻: 46 ページ: 82-90

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2018.06.014

    • 関連する報告書
      2018 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] Artificial <i>In Vitro</i> Biosynthesis Systems for the Development of Pseudo-Natural Products2018

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 号: 3 ページ: 410-419

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170379

    • NAID

      130006507065

    • ISSN
      0009-2673, 1348-0634
    • 関連する報告書
      2018 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] Non-competitive cyclic peptides for targeting enzyme?substrate complexes2018

    • 著者名/発表者名
      McAllister T. E.、Yeh T.-L.、Abboud M. I.、Leung I. K. H.、Hookway E. S.、King O. N. F.、Bhushan B.、Williams S. T.、Hopkinson R. J.、M?nzel M.、Loik N. D.、Chowdhury R.、Oppermann U.、Claridge T. D. W.、Goto Y.、Suga H.、Schofield C. J.、Kawamura A.
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 号: 20 ページ: 4569-4578

    • DOI

      10.1039/c8sc00286j

    • 関連する報告書
      2018 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] One-pot saturation mutagenesis of substrate peptides of posttranslationally modifying enzymes2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Goto, Haruka Takeue, Yamato Komatsu, Alexander A. Vinogradov, Hiroaki Suga
    • 学会等名
      第56回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド薬剤を作る人工生合成システム2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      第9回 CSJ化学フェスタ2019 究極の化学がここにある!~自然に学び自然に迫る触媒デザイン~
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 試験管内人工生合成系で擬天然物を創る2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      理研 Chemical Probe 第二回合同合宿セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 試験管内人工生合成系で擬天然物ペプチドを創る2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会 生合成工学における有用生体機能分子の次世代創製技術
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 試験管内人工生合成系で擬天然物ペプチドを創る2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      日本遺伝学会第91回大会 WS7 再構成系におけるゲノムの構築・複製・動態
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Artificial in vitro biosynthesis for elaboration of pseudo-natural peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Goto
    • 学会等名
      10th RSC-CSJ Joint Symposium _ Chemistry for Complex Biological Systems _
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 化学的骨格変換反応による主鎖修飾ペプチドの翻訳合成2019

    • 著者名/発表者名
      後藤 佑樹、黒田 知宏、堤見 遥、加藤 保治、菅 裕明
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] プレニル化擬天然ペプチドをつくる2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      細胞構成研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 特定の立体構造を有する生物活性中分子の汎用創製手法の確立2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      新学術領域研究「中分子戦略」第8回成果報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 試験管内人工生合成系で擬天然物をつくる2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      第7回慶應有機化学若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] One-pot saturation mutagenesis of RiPP precursor peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Goto
    • 学会等名
      First International RiPPs Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 試験管内人工生合成系で擬天然物をつくる2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      鹿児島大学理学部先端科学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中分子創薬を見据えた擬天然ペプチド開発戦略2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      技術情報協会セミナー「環状ペプチドの探索法と構造・配座解析」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生合成系を改造して擬天然物を創る2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      東京工業大学LiHub 創薬技術革新G ワークショップ「創薬関連研究の最先端」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 翻訳反応を改造して擬天然物をつくる2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      新潟大学UGCE連携教育研究センター第9回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] mRNA ディスプレイ法によるペプチド修飾酵素基質の網羅的変異導入解析2019

    • 著者名/発表者名
      後藤 佑樹・竹植 悠・小松 大和・菅 裕明
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 試験管内リデザイン生合成系で擬天然物を創る2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会 11.0
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of tunable and selective protein modifiers based on macrocyclic peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Y Goto
    • 学会等名
      3rd ETH Zurich-UTokyo Strategic Partnership Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 共有結合を介して標的に結合する高選択性中分子化合物の汎用創製手法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      第21回生命化学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] mRNAディスプレイ法によるペプチド修飾酵素基質の網羅的変異導入解析2018

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会物理、化学の力で生物を理解する」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vitro biosynthesis system for peptides with diverse modified backbones2018

    • 著者名/発表者名
      Y Goto
    • 学会等名
      Asian Synthetic Biology Association 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of tunable and selective protein modifiers based on macrocyclic peptides2018

    • 著者名/発表者名
      Y Goto
    • 学会等名
      4th International Conference on Circular Proteins and Peptides 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 化合物ライブラリー及び化合物ライブラリーの製造方法2018

    • 発明者名
      菅 裕明,後藤 佑樹,尾仲 宏康,ヴィノグラドフ アレクサンダー
    • 権利者名
      国立大学法人東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] ペプチドライブラリーの製造方法2018

    • 発明者名
      菅 裕明,後藤 佑樹,阿部 郁朗,岡田 正弘,井上 澄香
    • 権利者名
      国立大学法人東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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