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2016 年度 実績報告書

糖鎖を標的分子とした抗菌薬リードの創製

研究課題

研究課題/領域番号 15H04496
研究機関名古屋大学

研究代表者

中川 優  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (90452284)

研究分担者 竹腰 清乃理  京都大学, 理学研究科, 教授 (10206964)
相田 美砂子  広島大学, 理学研究科, 教授 (90175159)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード抗生物質 / 糖鎖 / pradimicin / 分子認識
研究実績の概要

薬剤耐性菌の出現と蔓延は近年特に深刻化しており,新規作用機序を有する抗菌薬開発の必要性と重要性が急速に高まっている.しかしながら,多くの製薬企業が新薬開発から撤退しているうえ,抗菌薬の新たな標的となりうる分子の探索研究は停滞している.本研究では,糖鎖に結合するユニークな天然低分子化合物・Pradimicin A (PRM-A) の糖鎖認識機構の解明とそれに基づく新規抗菌薬リードの創製を行い,「核酸やタンパク質」ではなく,「糖鎖」を標的分子とした新たな抗菌薬開発戦略を提示することを目指している.
昨年度,PRM-A が真菌マンナンの分岐型マンノトリオース (TriMan) モチーフに強く結合することを確認した.そこで本年度は,TriMan の二つの非還元末端マンノース残基をそれぞれグルコースに置換したオリゴ糖を二種化学合成し,PRM-A との結合試験を行なった.その結果,PRM-A は TriMan の二つの非還元末端マンノース残基を同時に認識していることが確認された.さらに,真菌マンナンに存在する分岐型 オリゴマンノースモチーフを系統的に合成し,PRM-A が二つの非還元末端マンノース残基が空間的に近接するオリゴマンノースモチーフに選択的に結合することを明らかにした.一方で,PRM-A の誘導体化も進め,PRM-A のカルボキシ基をアミド化してもマンノース結合活性および抗真菌活性が保持されることを確認するとともに,真菌マンナンを蛍光染色する PRM-A 誘導体の開発に成功した.

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

本年度の目標である「PRM-A とマンノオリゴ糖との結合様式の完全解明」には至っていないが、次年度の目標である「PRM-A に基づく抗菌薬リードの開発」に関して重要な知見が得られたため。

今後の研究の推進方策

本年度は,PRM-A と TriMan の複合体を固体 NMR および密度汎関数 (DFT) 計算で解析し,その結合様式の完全解明を目指す.さらに,PRM-A のカルボキシ基のアミド化を分子設計の指針として構造修飾を行ない,PRM-A の抗真菌活性を強化した誘導体を設計・合成することにより,「糖鎖」を標的分子とした創薬リードを創製する.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Solid-State Nuclear Magnetic Resonance Analysis Reveals a Possible Calcium Binding Site of Pradimicin A2017

    • 著者名/発表者名
      Doi, T., Nakagawa, Y., Takegoshi, K.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 56 ページ: 468-472

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.6b01300

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] プラディミシンAとマンノトリオースとの結合様式の解析2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉泰典,中川 優,山地史哉,土井崇嗣,竹腰清乃理,五十嵐康弘,伊藤幸成,小鹿 一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 糖鎖を蛍光染色するプラディミシン誘導体の開発2017

    • 著者名/発表者名
      都築麗江,中川 優,戸村友彦,五十嵐康弘,伊藤幸成,小鹿 一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 真菌マンナンのオリゴ糖モチーフに対するプラディミシンの結合活性2017

    • 著者名/発表者名
      山地史哉,中川 優,渡邉泰典,五十嵐康弘,伊藤幸成,小鹿 一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] マンノース結合性天然物の糖認識機構解析:糖鎖研究への利用を目指して2017

    • 著者名/発表者名
      中川 優
    • 学会等名
      理研シンポジウム
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      2017-01-20
    • 招待講演
  • [学会発表] プラディミシンAと分岐型マンノトリオースとの結合解析2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉泰典,中川 優,土井崇嗣,竹腰清乃理,五十嵐康弘,伊藤幸成,小鹿 一
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第177回例会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-24
  • [学会発表] プラディミシンAを利用した糖鎖の蛍光染色2016

    • 著者名/発表者名
      都築麗江,中川 優,戸村友彦,五十嵐康弘,伊藤幸成,小鹿 一
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第177回例会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-24
  • [学会発表] プラディミシンと真菌マンナンのオリゴ糖モチーフとの結合解析2016

    • 著者名/発表者名
      山地史哉,中川 優,渡邉泰典,五十嵐康弘,伊藤幸成,小鹿 一
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第177回例会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-24
  • [学会発表] 固体NMRによるプラディミシンとマンノトリオースとの相互作用解析2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉泰典,中川 優,伊藤幸成,土井崇嗣,竹腰清乃理,五十嵐康弘,小鹿 一
    • 学会等名
      第35回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [学会発表] 糖鎖生物学用ツール分子の開発に向けたプラディミシンAのCa2+ 結合部位の同定2016

    • 著者名/発表者名
      都築麗江,中川 優,戸村友彦,土井崇嗣,竹腰清乃理,五十嵐康弘,伊藤幸成,小鹿 一
    • 学会等名
      第35回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [学会発表] プラディミシンと真菌の細胞壁マンナンとの結合解析2016

    • 著者名/発表者名
      山地史哉,中川 優,渡邉泰典,五十嵐康弘,伊藤幸成,小鹿 一
    • 学会等名
      第35回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [図書] NMR in Glycoscience and Glycotechnology2017

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, Y. Ito, Y.
    • 総ページ数
      458
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry

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公開日: 2018-01-16  

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