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2020 年度 実績報告書

アルケン型ペプチド結合等価体の分子特性の解明と創薬応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H03363
研究機関静岡大学

研究代表者

鳴海 哲夫  静岡大学, 工学部, 准教授 (50547867)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードペプチド / 生物化学等価体 / アルケン / 立体選択的合成 / アジリジン / 非共有結合性相互作用
研究実績の概要

(1)アルケン型ペプチド結合等価体による非共有結合性相互作用のミミック効果:本研究では、ペプチドやタンパク質の構造形成に重要なn→π*相互作用に着目し、種々のアルケン型ペプチド結合等価体のn→π*相互作用のミミック効果を実験科学ならびに計算化学の両方向から精査した。
アセチルプロリンメチルエステルに対応する(E)-アルケン型、(E)-メチルアルケン型、(Z)-クロロアルケン型化合物を立体選択的に合成した。合成した化合物群を用いて検討を行ったところ、天然型ペプチドはtrans-アミド配座が優勢に対し、クロロアルケン型やメチルアルケン型ペプチド結合等価体はcis-アミド配座が優勢であることを明らかにした。さらに、合成したアルケン型化合物群のn→π*相互作用についてNBO解析したところ、その相互作用エネルギーは0.05 kcal/mol未満であることが明らかになり、ペプチド鎖中においてアルケン型ペプチド結合等価体はn→π*相互作用の受容体としては有用ではないことが明らかになった。

(2)特殊アミノ酸含有アルケン型ペプチド結合等価体の化学合成と二次構造制御:特定の二次構造を誘起するα,α-ジ置換アミノ酸を導入したクロロアルケン型ペプチド結合等価体の立体選択的合成を検討した。ケチミンとα,α-ジクロロ酢酸メチルを基質とするアザダルゼンツ反応によって、高度に官能基化された四置換アジリジンを合成し、これを鍵中間体とすることで目的のα,α-ジ置換アミノ酸含有クロロアルケン型ペプチド結合等価体を合成することに成功した。また、合成した等価体はペプチド鎖に導入できることを確認した。

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

新型コロナウイルスの影響で当初より研究計画に遅れが生じたものの、アセチルプロリンメチルエステルに対応する(E)-アルケン型、(E)-メチルアルケン型、(Z)-クロロアルケン型化合物の立体選択的合成に成功し、アルケン型ペプチド結合等価体のn→π*相互作用のミミック効果の定量的評価も達成した。特殊アミノ酸含有アルケン型ペプチド結合等価体の創薬研究については、立体選択的合成法を開発することに成功した。以上のことから、研究はおおむね順調に進展していると評価できる。

今後の研究の推進方策

-アルケン型ペプチド結合等価体による非共有結合性相互作用のミミック効果:これまでの研究成果のとりまとめを行う。
-特殊アミノ酸含有アルケン型ペプチド結合等価体の化学合成と二次構造制御:シクロペンタン骨格を有するジ置換アミノ酸(Ac5c)を含むクロロアルケン型ペプチド結合等価体を合成し、結晶性ヘリックスペプチドに応用することで、本等価体の二次構造制御能を精査する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Stereoselective synthesis of highly functionalized (Z)-chloroalkene dipeptide isosteres containing an α,α-disubstituted amino acid2021

    • 著者名/発表者名
      Kodama Yuki、Imai Saki、Fujimoto Junko、Sato Kohei、Mase Nobuyuki、Narumi Tetsuo
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 ページ: 6915~6918

    • DOI

      10.1039/D1CC02952E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stereoselective synthesis of Gly-Gly-type (E)-methylalkene and (Z)-chloroalkene dipeptide isosteres and their application to 14-mer RGG peptidomimetics2020

    • 著者名/発表者名
      Okita Hikari、Kato Yuna、Masuzawa Tatsuki、Arai Kosuke、Takeo Sayuri、Sato Kohei、Mase Nobuyuki、Oyoshi Takanori、Narumi Tetsuo
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 10 ページ: 29373~29377

    • DOI

      10.1039/D0RA06554D

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 2型ニューロメジンU受容体選択的ペプチドアゴニストの分子内アシル転位反応の速度論的評価2021

    • 著者名/発表者名
      外山 大地、新井 康介、佐藤 浩平、間瀬 暢之、高山 健太郎、鳴海 哲夫
    • 学会等名
      日本薬学会第141回年会(広島)
  • [学会発表] α,α-二置換アミノ酸含有クロロアルケン型ペプチド結合等価体の高ジアステレオ選択的合成法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      児玉有輝, 今井咲, 佐藤浩平, 間瀬暢之, 鳴海哲夫
    • 学会等名
      創薬懇話会2021 in 京都
  • [学会発表] DIASTEREOSELECTIVE SYNTHESIS OF A HIGHLY FUNCTIONALIZED (Z)-CHLOROALKENE DIPEPTIDE ISOSTERE OF LEU-DAP DIPEPTIDE2021

    • 著者名/発表者名
      Daichi Toyama, Yuki Kodama, Junko Fujimoto, Kohei Sato, Nobuyuki Mase, Kentaro Takayama, and Tetsuo Narumi
    • 学会等名
      第58回ペプチド討論会
  • [学会発表] Stereoselective Synthesis of α,α-Disubstituted Amino Acid-Containing (Z)-Chloroalkene Dipeptide Isosteres2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kodama, Saki Imai, Junko Fujimoto, Kohei Sato, Nobuyuki Mase, and Tetsuo Narumi
    • 学会等名
      AIMECS 2021. 13th AFMC INTERNATIONAL MEDICINAL CHEMISTRY SYMPOSIUM.
  • [学会発表] ペプチドと分子科学で何ができるか-創薬や医療におけるモダリティ分子としての可能性-2020

    • 著者名/発表者名
      鳴海哲夫
    • 学会等名
      浜松医科大学大学院特別講義
    • 招待講演
  • [学会発表] Noncovalent interactions in the chloroalkene-type RGG peptidomimetics stabilize the beta-turn structure2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Narumi, Yuki Kodama, Yuna Kato, Kosuke Arai, Sayuri Takeo, Tatsuki Masuzawa, Kohei Sato, Nobuyuki Mase, Takanori Oyoshi
    • 学会等名
      The 57th Japanese Peptide Symposium

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公開日: 2022-12-28  

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