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生体機能光制御分子の創製とケミカルバイオロジーへの応用

公募研究

研究領域天然物ケミカルバイオロジー:分子標的と活性制御
研究課題/領域番号 24102528
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
審査区分 理工系
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

戸嶋 一敦  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60217502)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード生体機能分子 / タンパク / ハルミン / 光分解 / 光感受性分子 / 天然物 / 有機合成 / 分子デザイン / DNA / セロトニン / PQQ
研究概要

「生体機能光制御分子の創製とケミカルバイオロジーへの応用」と題した本研究課題の2年目として、タンパクを光分解する新たな小分子化合物の探索を行った。すなわち、本研究では、新たな光感受性分子の候補として、β-カルボリン骨格を有する生理活性天然物ハルミンに着目し、長波長紫外光の照射下におけるタンパク光分解活性及び構造活性相関研究を行った。ハルミンの長波長紫外光照射下における光分解活性を、ウシ血清アルブミン(BSA)を用いて、SDS-PAGEで評価した。その結果、ハルミンが光照射下、BSAを光分解することを初めて見出した。さらに、ハルミンに対して親和性を有するタンパクである二重特異性チロシンリン酸化調節キナーゼ1A(DYRK1A)及びモノアミン酸化酵素A(MAO-A)に対する光分解活性を評価した結果、ハルミンがいずれのタンパクも効果的に光分解することを見出した。次に、ハルミンのタンパク光分解活性に関する構造活性相関を調べるため、ハルミンの6位、7位及び9位の置換基を種々変換した誘導体をデザイン、合成し、DYRK1Aに対する光分解活性を評価した。その結果、ハルミンが有するβ-カルボリン骨格の1位のメチル基はタンパクに対する光分解活性を向上させ、9位のメチル基は活性に影響を与えないことを見出した。さらに、6位の電子求引基及び7位の電子供与基は、タンパク光分解活性を向上させることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Total synthesis of vineomycin B22013

    • 著者名/発表者名
      S. Kusumi, S. Tomono, S. Okuzawa, E. Kaneko, T. Ueda, K. Sasaki, D. Takahashi, K. Toshima
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 135 号: 42 ページ: 15909-15912

    • DOI

      10.1021/ja407827n

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Bronsted acid-mediated glycosylation with recognition of alcohol chirality2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, M. Sekine, D. Takahashi, K. Toshima
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 52 号: 46 ページ: 12131-12134

    • DOI

      10.1002/anie.201304830

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design, synthesis and evaluation of a boronic acid based artificial receptor for L-DOPA in aqueous media2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ueno, T. Iwata, N. Koshiba, D. Takahashi, K. Toshima
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 49 号: 88 ページ: 10403-10405

    • DOI

      10.1039/c3cc45275a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-induced O-glycosylation of unprotected deoxythioglycosyl donors2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nakanishi, D. Takahashi, K. Toshima
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 11 号: 31 ページ: 5079-5082

    • DOI

      10.1039/c3ob41143e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Target-selective photodegradation of verotoxin-1 and reduction of its cytotoxicity to Vero cells using porphyrin-globotriose hybrids2013

    • 著者名/発表者名
      A. Okochi, S. Tanimoto, D. Takahashi, K. Toshima
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 49 号: 54 ページ: 6027-6029

    • DOI

      10.1039/c3cc42957a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved total synthesis of incednam2013

    • 著者名/発表者名
      A. Takada, K. Uda, T. Ohtani, S. Tsukamoto, D. Takahashi, K. Toshima
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: 66 号: 3 ページ: 155-159

    • DOI

      10.1038/ja.2013.4

    • NAID

      10031163115

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photodegradation and inhibition of drug-resistant influenza virus neuraminidase using anthraquinone-sialic acid hybrids2013

    • 著者名/発表者名
      青木優介、谷本周穂、高橋大介、戸嶋一敦
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 49 号: 12 ページ: 1169-1171

    • DOI

      10.1039/c2cc38742e

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical biology based on target-selective degradation of proteins and carbohydarates using light-activable organic molecules2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 雑誌名

      Molecular BioSystems

      巻: 9 号: 5 ページ: 834-854

    • DOI

      10.1039/c2mb25416f

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbohydrate recognition and photodegradation by an anthracene-Kemp's acid hybrid2012

    • 著者名/発表者名
      M. Nishibu, D. Takahashi, K. Toshima
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 10 号: 42 ページ: 8393-8395

    • DOI

      10.1039/c2ob26417j

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photodegradation of lipopolysaccharides and the inhibition of macrophage activation by anthraquinone-boronic acid hybrids2012

    • 著者名/発表者名
      D. Takahashi, T. Miura, K. Toshima
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 号: 61 ページ: 7595-7597

    • DOI

      10.1039/c2cc33559j

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Target-selective photodegradation of HIV-1 protease and inhibition of HIV-1 replication in living cells by designed fullerene-sugar hybrids2012

    • 著者名/発表者名
      谷本周穂
    • 雑誌名

      Chemistry-An Asian Journal

      巻: (掲載確定) 号: 5 ページ: 911-914

    • DOI

      10.1002/asia.201101043

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光感受性有機小分子により標的糖鎖を選択的に光分解する化学的新手法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      D. Takahashi, K. Toshima
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 24 号: 140 ページ: 258-276

    • DOI

      10.4052/tigg.24.258

    • NAID

      10031146678

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Creation of novel biofunctional molecules for target-selective photodegradation of proteins and carbohydrates: a synthetic and chemical, biological study for the post-genome era2012

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima, D.Takahashi, S. Tanimoto
    • 雑誌名

      Journal of Synthetic Organic Chemistry

      巻: 70 ページ: 1187-1195

    • NAID

      10031131198

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design, synthesis and evaluation of light-activatable organic molecules that target-selectively degrade DNA, proteins and carbohydrates; an interdisciplinary challenge for a synthetic organic chemist2012

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 23 号: 14 ページ: 2025-2052

    • DOI

      10.1055/s-0032-1316639

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] エイズの原因物質を光で狙い撃ち2012

    • 著者名/発表者名
      谷本周穂、高橋大介、戸嶋一敦
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 23 ページ: 50-53

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Chemical methods for degradation of target proteins using designed light-activatable organic molecules2012

    • 著者名/発表者名
      谷本周穂、高橋大介、戸崎一敦
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 号: 62 ページ: 7569-7671

    • DOI

      10.1039/c2cc30831b

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical methods for degradation of target oligosaccharides using designed light-activatable organic molecules2012

    • 著者名/発表者名
      高橋大介
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 号: 37 ページ: 4397-4407

    • DOI

      10.1039/c2cc17384k

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Recent topics on synthetic and chemical biological studies of biofunctional molecules2014

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 学会等名
      The 2nd Mini-Symposium on Cutting-Edge Chemistry between Keio University and National Tsing Hua University
    • 発表場所
      国立精華大学(台湾)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] インドールアルカロイド系天然物セロトニンおよびハルミンによるタンパクの光分解2014

    • 著者名/発表者名
      村田誠治、増田奏衣、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 神経伝達物質L-DOPAを選択的に認識するボロン酸含有人工低分子レセプターの創製2014

    • 著者名/発表者名
      上野晴菜、岩田崇志、小柴望実、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アントラセン-シクロデキストリンハイブリッドによる単糖の選択的光分解2014

    • 著者名/発表者名
      宮崎友紀恵、西部美幸希、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリン誘導体によるアミロイドβの光分解と神経様細胞PC12に対する効果2013

    • 著者名/発表者名
      平林歩、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリン-グロボトリオース(Gb3)ハイブリッドによる大腸菌O‐157ベロ毒素の選択的光分解2013

    • 著者名/発表者名
      大河内敦、谷本周穂、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Chemical glycosylation with recognition of alcohol chirality2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 学会等名
      International Symposium on Organic Reaction - 11
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Target-selective photo-degradation of verotoxin-1 and reduction of its cytotoxicity to Vero cells using porphyrin-globotriose hybrids2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Chemical Biology of Natural Products : Target ID and Regulation of Bioactivity
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Chemical glycosylation with recognition of alcohol chirality and its application to natural product synthesis2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 学会等名
      The 9th Yonsei CBMH - Keio LCC Joint Symposium
    • 発表場所
      延世大学(韓国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Photodegradation and inhibition of drug-resistant influenza virus neuraminidase using anthraquinone-sialic acid hybrids2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 学会等名
      The 15th Asian Chemical Congress
    • 発表場所
      セントーサ島(シンガポール)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グリコシル化反応の新たな可能性と配糖型天然物の全合成2013

    • 著者名/発表者名
      戸嶋一敦
    • 学会等名
      第32回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経伝達物質L-DOPAを選択的に認識する人工低分子レセプターの創製2013

    • 著者名/発表者名
      上野晴菜、岩田崇志、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ピロロキノリンキノンによるDNA光分解及びA431細胞に対する効果2013

    • 著者名/発表者名
      蓮見貴大、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アントラキノン-シアル酸ハイブリッドによる薬剤耐性型インフルエンザ・ノイラミニダーゼの光分解と酵素活性阻害2013

    • 著者名/発表者名
      戸嶋一敦
    • 学会等名
      新学術領域研究(研究領域提案型)天然物ケミカルバイオロジー~分子標的と活性制御~第4回公開シンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Photodegradation of drug-resistant influenza virus neuraminidase using designed anthraquinone-sialic acid hybrids2012

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima, Y. Aoki, D. Takahashi
    • 学会等名
      The 12th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル京都
    • 年月日
      2012-11-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Light-activable and molecular-targeted (LAMTA) molecules for control of biomacromolecule functions2012

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Chemical Biology of Natural Products : Target ID and Regulation of Bioactivity
    • 発表場所
      京都センチュリーホテル
    • 年月日
      2012-10-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Target-selective photodegradation of glycolipid LPS and inhibition of macrophage activation by designed anthraquinone-boronic acid hybrids2012

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 学会等名
      8th Keio LCC - Yonsei CBMH Joint Symposium 2012
    • 発表場所
      札幌全日空ホテル
    • 年月日
      2012-10-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photodegradation of glycolipid LPS and inhibition of macrophage activation using designed anthraquinone-boronic acid hybrids2012

    • 著者名/発表者名
      K. Toshima
    • 学会等名
      17th Malaysian Chemical Congress 2012
    • 発表場所
      クアラルンプール(マレーシア)
    • 年月日
      2012-10-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photodegradation of target glycolipid LPS and inhibition of macrophage activation by anthraquinone-boronic acid hybrids2012

    • 著者名/発表者名
      D. Takahashi, T. Miura, K. Toshima
    • 学会等名
      26 International Carbohydrate Symposium
    • 発表場所
      マドリード(スペイン)
    • 年月日
      2012-07-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Target-selective photo-degradation of HIV-1 protease and inhibition of HIV-1 replication in living cells by a fullerene-sugar hybrid2012

    • 著者名/発表者名
      S. Tanimoto, D. Takahashi, K. Toshima
    • 学会等名
      26 International Carbohydrate Symposium
    • 発表場所
      マドリード(スペイン)
    • 年月日
      2012-07-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 生体機能光制御分子の創製とケミカルバイオロジーへの展開2012

    • 著者名/発表者名
      戸嶋一敦
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究(研究領域提案型) 天然物ケミカルバイオロジー~分子標的と活性制御~第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-06-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリン誘導体によるアミロイドβの光分解2012

    • 著者名/発表者名
      平林歩、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第7回年会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2012-06-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アントラセン-ケンプ酸ハイブリッドによる単糖の認識と光分解2012

    • 著者名/発表者名
      西部美幸希、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第7回年会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2012-06-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 戸嶋研究室(分子生命化学研究室)

    • URL

      http://www.applc.keio.ac.jp/̃toshima/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 戸嶋研究室(分子生命化学研究室)

    • URL

      http://www.applc.keio.ac.jp/~toshima/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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