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2020 年度 実施状況報告書

触媒反応を駆使した生物活性シード創出への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 18K19156
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

五月女 宜裕  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50431888)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2022-03-31
キーワード含窒素化合物 / 複素環化合物 / 有機合成化学 / 生物活性 / プロテオミクス
研究実績の概要

本研究では、独自の合成化学・生命化学を有機的に結びつけ、あたらしい生物活性分子シードを創出することを目指している。1. 独自の小規模化合物ライブラリーの構築 、2. 生物活性評価、3. 構造展開を3本の柱として、これらをフィードバックさせる戦略で研究を推進してきた。特に、高い酸化段階、連続不斉点、四級炭素等、従来の合成手法では構築することが困難な特徴を有するライブラリーの構築と評価に力点がある。
昨年度までに、ランダムスクリーニングを起点として、感染症治療薬として有望なシード化合物Iの創出に成功している。本年度は、1) 本シード化合物Iのさらなる詳細な構造活性相関研究、さらには2) ライブラリーの拡張に基づく、新規生物活性分子の創出を目指した。また3) ProSeAMを用いるケミカルプロテオミクスを用いて、独自に合成したヌクレオシド誘導体 (標的志向型化合物) の活性評価も行った。以下に得られた研究成果を記載する。
進展1) シード化合物Iは、3つのフラグメントに分割し、それぞれのユニットについてより詳細な構造活性相関研究を行った。活性を発現するために重要なファーマコフォアに関してより体系的な知見を蓄積させることができた。
進展2) これまで特に複素環化合物に焦点を当ててきた。一方、本年度は化合物のスキャフォードを更に展開させ、これらが構築できるケミカルスペースの拡張に努めた。ランダムスクリーニングで評価することで、これまで検討してきたクラスとは異なる感染症治療薬として有望な有するシード化合物IIを創出することに成功した。
進展3) ProSeAMはタンパク質メチル化酵素依存的にタンパク質をラベル化するプローブである。このタンパク質ラベル化を指標とするケミカルプロテオミクスにおいて、独自に合成・設計したヌクレオシド類の活性を評価した結果、ユニークな阻害活性特性が明らかとなった。

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

サンプルの寄託によるランダムクリーニングに加えて、独自の活性評価系を立ち上げることができた。また、これにより独自の化合物ライブラリーの中から、新規シード化合物の創出に成功することができたため。

今後の研究の推進方策

これらは、我々が構築した化合物ライブラリーは、高い酸化段階、連続不斉点、四級炭素等の特徴を有している。今後も合成化学を起点として、ユニークな分子を創出する研究計画を継続し、生物活性シードを探索することに力点を置く。また見出したシード化合物については、構造活性相関研究を進め、最適化に向けた基礎的知見を蓄積させる。

次年度使用額が生じた理由

当初計画を効率的・効果的に進めた結果、直接経費を節約しながら、順調に研究を進展させることができた。3つの異なるクラスの新規シード化合物の創出に成功した。これらについて、論文を投稿するための知見を詳細に集めるために、次年度使用額が生じた。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] The methyltransferase METTL9 mediates pervasive 1-methylhistidine modification in mammalian proteomes2021

    • 著者名/発表者名
      Erna Davydova, Tadahiro Shimazu et al,
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 12 ページ: 891

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20670-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cross-Coupling Reactions of Persistent Tertiary Carbon Radicals,2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sohtome, Kyohei Kanomata, Mikiko Sodeoka
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 94 ページ: 1066-1079

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200376

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 分子空間を操る-超分子化学・触媒化学の融合・進化を目指して2021

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 74 ページ: 83-85

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 金属錯体触媒が形成する分子空間の理解と制御2021

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 74 ページ: 86

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regiodivergent Oxidative Cross-Coupling of Catechols with Persistent tert-Carbon Radicals2020

    • 著者名/発表者名
      Masumi Sugawara, Rikako Ohnishi, Tetsuya Ezawa, Mai Akakabe, Miki Sawamura, Daiki Hojo, Daisuke Hashizume, Yoshihiro Sohtome, Mikiko Sodeoka
    • 雑誌名

      ACS Catalysis

      巻: 10 ページ: 895-898

    • DOI

      10.1021/acscatal.0c03986

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formal Aerobic Oxidative Cross-Coupling of Benzofuranones with Azo Compounds Using Pd-μ-hydroxo Complex2020

    • 著者名/発表者名
      Rikako Ohnishi, Masumi Sugawara, Tetsuya Ezawa, Yoshihiro Sohtome, Mikiko Sodeoka
    • 雑誌名

      Chem. Pharm. Bull.

      巻: 68 ページ: 895-898

    • DOI

      10.1248/cpb.c20-00359

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 合成化学を起点としたケミカルメチローム解析2021

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      日本薬学会第141回年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的反応化学: 分子触媒と酵素の理解と制御を目指して2021

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      京都大学化学研究所講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 吸熱的結合形成反応: 酸化的分子変換の高度化を目指して2020

    • 著者名/発表者名
      五月女宜裕
    • 学会等名
      日本化学会新領域研究グループ「分子空間化学」2020オンラインシンポジウム
    • 招待講演
  • [備考] 位置多様性・脱水素型クロスカップリング

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2020/11/coupling.html

  • [備考] 位置多様性・脱水素型クロスカップリングの開発

    • URL

      https://www.riken.jp/pr/news/2020/20201218_2/index.html?fbclid=IwAR20Ccl_UckP5cODEkA6cLTak6jTkz7lo

  • [備考] 位置多様性・脱水素型クロスカップリング -ラジカル・酸/塩基反応の協奏により反応位置を操る-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2020/20201022_1/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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