ビタミンD水酸化酵素の立体構造に基づく機能改変と阻害剤の設計

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21380067
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 富山県立大学
• 研究代表者: 榊 利之 富山県立大学, 工学部, 教授 (70293909)
• 研究分担者: 杉本 宏 理化学研究所, 城研, 研究員 (90344043) ; 橘高 敦史 帝京大学, 薬学部, 教授 (00214833)
• 連携研究者: 生城 真一 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50244679)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ビタミンD / シトクロムP450 / 癌 / 骨粗鬆症

研究概要

放線菌由来ビタミンD水酸化酵素の立体構造を解明し、2箇所にアミノ酸変異を導入することにより活性を飛躍的に上昇させることに成功し、有用性の高い3種のビタミンD水酸化体を効率よく製造することに成功した。また、多くの新規ビタミンD誘導体を合成し、それらの生物活性および代謝様式を調べたところ、体内で代謝されにくく、抗癌作用の高い化合物を得ることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] The roles of cytochrome P450 enzymes in prostate cancer development and treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: Chen TC, Sakaki T, Yamamoto K, Kittaka A
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 32 ページ: 291-298
• [雑誌論文] Bioconversion of vitamin D to its active form by bacterial or mammalian cytochrome P450 (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakaki T, Sugimoto H, Hayashi K, Ikushiro S(他4名)
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Acta 巻: 1814 ページ: 249-256
• [雑誌論文] Mechanism of the Anti-proliferative Action of 25-Hydroxy-19-nor-vitamin D3 in Human Prostate CellsVD_3 action (2011)
  • 著者名/発表者名: Munetsuna E., Kittaka A, Sakaki T.(他8名)
  • 雑誌名: J Mol Endocrinol 巻: 47 ページ: 209-218
• [雑誌論文] Substitution at carbon 2 of 19-nor-1a, 25-dihydroxyvitamin D_3 with 3-hydroxypropyl group generates an analog with enhanced chemotherapeutic potency in PC-3 prostate cancer cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Iglesias-Gato D, Zheng S, Flanagan J. N., Jiang L, Kittaka A, Sakaki T, (他5名)
  • 雑誌名: J. Steroid. Mol. Biol 巻: 127 ページ: 269-275
• [雑誌論文] Studies on Synthesis and Metabolism of 14-epi-2a-(3-Hydroxy propyl)-19-norvitamin D_3 and its 2a-isomer (2010)
  • 著者名/発表者名: Kittaka A, Hara H, Yasuda K, Sakaki T(他6名)
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 82 ページ: 649-661
• [雑誌論文] Three-step hydroxylation of vitamin D_3 by a genetically engineered CYP105A1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Sugimoto H, Kittaka A, Sakaki T(他6名)
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 277 ページ: 3999-4009
• [雑誌論文] Synthesis of 2a-Substituted-14-epiprevitamin D_3 and Testing of Its Genomic Activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawada D, Tsukuda Y, Kittaka A, (他6名)
  • 雑誌名: J. Steroid Biochem. Mol. Biol 巻: 121 ページ: 20-24
• [雑誌論文] Synthesis of 2b-and 2a-Substituted-14-epi-previtamin D_3 and Their Genomic Activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawada D, Katayama T, Kittaka A, (他7名)
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 66 ページ: 5407-5423
• [雑誌論文] Facile Synthesis of Stereoisomers of the Non-Secosteroidal Ligand LG190178 and their Evaluation Using the Mutant Vitamin D Receptor (2010)
  • 著者名/発表者名: Demizu Y, Nakatsu A, Kittaka A(他7名)
  • 雑誌名: Lett. Org. Chem 巻: 8 ページ: 43-47
• [雑誌論文] CYP105A1二重変異体を発現する放線菌を用いた活性型ビタミンD_3の生産 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田佳織、杉本宏、橘高敦史、榊利之(他6名)
  • 雑誌名: ビタミン誌 巻: 82 ページ: 649-661
• [雑誌論文] 14-epi-MART-10 and 14-epi-MART-11 with Antiproliferative and Cell Differentiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Kittaka A, Hara H, Takano M, Sakaki T(他13名)
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 29 ページ: 3563-3569
• [雑誌論文] Evaluation of 19-nor-2a-(3-hydroxyl propyl)-1a, 25-dihydroxyvitamin D_3 As a Therapeutic Agent for Androgendependent Prostate Cance (2009)
  • 著者名/発表者名: Flanagan JN, Zheng S, Kittaka A, Sakaki T, (他10名)
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 29 ページ: 3547-3553
• [雑誌論文] The aryl hydrocarbon receptor activator benzo[a] pyrene enhances vitamin D_3 catabolism in macrophages (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsunawa M, Amano Y, Endo K, Sakaki T, (他3名)
  • 雑誌名: Toxicological Sciences 巻: 109 ページ: 50-58
• [雑誌論文] Metabolism of 1E, 25-dihydroxyvitamin D_2 by human CYP24A1 (2009)
  • 著者名/発表者名: Urushino N, Yasuda K, Ikushiro S, Kamakura M, Ohta M, Sakaki T
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 384 ページ: 144-148
• [雑誌論文] Synthesis of 2a-Propoxy-1α, 25-dihydroxyvitamin D_3 and Comparison of Its Metabolism by Human CYP24A1 and Rat CYP24A1 (2009)
  • 著者名/発表者名: Saito N, Suhara Y, Sakaki T, Kittaka A(他3名)
  • 雑誌名: Bioorganic & Medicinal Chemistry 巻: 19 ページ: 5640-5643
• [雑誌論文] Synthesis of a 1alpha-C-Methyl Analogue of 25-Hydroxyvitamin D_3 : Interaction with a Mutant Vitamin D Receptor Arg274Leu (2009)
  • 著者名/発表者名: Honzawa S, Takahashi N, Kittaka A, (他5名)
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 65 ページ: 7135-7145
• [雑誌論文] Synthesis of 2α-substituted-14-epiprevitamin D_3 and its genomic activity (2009)
  • 著者名/発表者名: Sawada D, Katayama T, Kittaka A, (他9名)
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett 巻: 19 ページ: 5397-5400
• [雑誌論文] Synthesis and Biological Evaluation of 4-Substituted Vitamin D and 14-Epi-Previtamin D Analogs (2009)
  • 著者名/発表者名: Sawada D, Yuya Tsukuda, Kittaka A.(他5名)
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull 巻: 57 ページ: 1431-1433
• [学会発表] 1a, 4, 25-トリヒドロキシビタミンD_3の合成とヒト水酸化酵素による代謝に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 澤田大介、榊利之、橘高敦史(他5名)
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 年月日: 20120328-31
• [学会発表] 活性型ビタミンD_3誘導体の2a側鎖上の二級水酸基の効果と生物活性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高野真史、榊利之、橘高敦史(他11名)
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 年月日: 20120328-31
• [学会発表] 長鎖アルキル基を持つノンセコステロイド型VDRリガンドの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 倉島恵愛、橘高敦史(他4名)
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 年月日: 20120328-31
• [学会発表] New Skeleton in Vitamin D Family : 14-epi-19-Nortachysterol and Its Unprecedented Binding Configuration for the Human Vitamin D Receptor (2011)
  • 著者名/発表者名: Sawada D, Kittaka A(他6名)
  • 学会等名: 8th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium
  • 年月日: 20111129-1202
• [学会発表] 1a, 4, 25-トリヒドロキシビタミンD_3の合成とヒト水酸化酵素による代謝に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 澤田大介、橘高敦史(他5名)
  • 学会等名: 第37回反応と合成の進歩シンポジウム
  • 年月日: 20111107-08
• [学会発表] ヒト前立腺細胞における25-ヒドロキシビタミンDの細胞増殖抑制作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宗綱栄二、榊利之(他4名)
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] 2α位に置換基を有するビタミンD誘導体のヒト体内における代謝予測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安田佳織、生城真一、鎌倉昌樹、高野真史、齋藤望、橘高敦史、太田美穂、榊利之
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第63回大会
  • 年月日: 20110604-05
• [学会発表] ビタミンDによる細胞増殖抑制の作用機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宗綱栄二、河南理恵、太田美穂、安田佳織、生城真一、榊利之
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第63回大会
  • 年月日: 20110604-05
• [学会発表] 2a位にアゾール環側鎖を有する活性型ビタミンD_3の合成と生物活性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松尾実紀、橘高敦史(他11名)
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第63回大会
  • 年月日: 20110604-05
• [学会発表] Synthesis of C15-Modified 16-ene-active vitamin D_3 analogs for the receptor-ligand interaction studies (2011)
  • 著者名/発表者名: Kittaka A(他11名)
  • 学会等名: 4th Symposium Vitamin D Analogs in Cancer Prevention and Therapy
  • 年月日: 20110520-21
• [学会発表] Evaluation and characterization of 14-epi-19-nortachysterol analogs from 14-epi-19-norprevitamin D_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Sawada D, Kittaka A(他6名)
  • 学会等名: 4th Symposium Vitamin D Analogs in Can cer Prevention and Therapy
  • 年月日: 20110520-21
• [学会発表] 新規15β-ヒドロキシ活性型ビタミンD_3誘導体の合成と生物活性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 熊谷剛, 澤田大介, 橘高敦史(他8名)
  • 学会等名: 日本薬学会第131年会
  • 年月日: 20110329-31
• [学会発表] 2a側鎖上にアゾール環を有する活性型ビタミンD_3誘導体の合成と生物活性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松尾実紀, 長谷川麻美, 橘高敦史(他3名)
  • 学会等名: 日本薬学会第131年会
  • 年月日: 20110329-31
• [学会発表] hCYP24A1代謝抵抗性活性型ビタミンD_3誘導体の合成とATRA耐性APL細胞への活性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高野真史, 榊利之, 橘高敦史(他11名)
  • 学会等名: 日本薬学会第131年会
  • 年月日: 20110329-31
• [学会発表] 活性型ビタミンD_3誘導体エルデカルシトール(ED-71)の代謝に関わる酵素の同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 榊利之
  • 学会等名: 第332回脂溶性ビタミン委員会
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] 14-エピ-19-ノルタキステロールの合成とVDRリガンド骨格としての可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 澤田大介、橘高敦史(他5名)
  • 学会等名: 第332回脂溶性ビタミン委員会
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] Synthesis of a series of vitamin D an alogs as ligands for human vitamin D receptor : super agonists, antagonists, and studies on metabolism (2010)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kittaka, Daisuke Sawada, Toshiyuki Sakaki(他11名)
  • 学会等名: 環太平洋国際化学会議
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Synthesis of 2a-heteroaralkylvitamin D_3 analogs with potent biological activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Miki Matsuo, Asami Hasegawa, Atsushi Kittaka(他10名)
  • 学会等名: 環太平洋国際化学会議
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Synthesis of 2a-heteroaralkylvitamin D_3 analogs with potent biological activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Go Kumagai, Daisuke Sawada, Atsushi Kittaka(他11名)
  • 学会等名: 環太平洋国際化学会議
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Synthesis of new C15-substituted 16-ene-1a, 25-dihydroxyvitamin D_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Go Kumagai, Daisuke Sawada, Atsushi Kittaka(他11名)
  • 学会等名: 環太平洋国際化学会議
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] 改変型シトクロムP450を発現する放線菌を用いた活性型ビタミンDの生産 (2010)
  • 著者名/発表者名: 榊利之
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] CYP105A1二重変異体によるビタミンD_3の代謝とその反応機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田佳織、杉本宏、橘高敦史、榊利之(他5名)
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] レチノイン酸耐性ヒト前骨髄球性白血病細胞の分化誘導におけるCYP24A1抵抗性新規ビタミンD誘導体の有用性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松本直樹、榊利之、橘高敦史(他3名)
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] ヒト前立腺細胞における25-hydroxy-19-nor vitamin D_3の作用機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宗綱栄二, 橘高敦史, 榊利之(他7名)
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] 新規15位置換活性型ビタミンD_3の合成とビタミンD受容体との相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 新藤香菜子、熊谷剛、橘高敦史(他10名)
  • 学会等名: 第36回反応と合成の進歩シンポジウム
  • 年月日: 20101101-02
• [学会発表] α-ヘテロアラルキル活性型ビタミンD_3誘導体の合成と生物活性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松尾実紀, 長谷川麻美、橘高敦史(他11名)
  • 学会等名: 第29回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • 年月日: 20101101-02
• [学会発表] Synthesis of vitamin D analogs as ligands for mutant human vitamin D receptor(Arg274Leu) (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Honzawa, Naoyuki Takahashi, Atsushi Kittaka(他5名)
  • 学会等名: 240th American Chemical Society
  • 年月日: 20100822-26
• [学会発表] 2a位に2-(1H-テトラゾール-1-イル)エチル基及び2-(2H-テトラゾール-2-イル)エチル基を有する活性型ビタミンD_3の合成と生物活性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 澤田大介, 佃勇也, 橘高敦史(他6名)
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第62回大会
  • 年月日: 20100611-12
• [学会発表] 新規15位置換活性型ビタミンD_3の合成研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊谷剛, 澤田大介, 橘高敦史(他11名)
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第62回大会
  • 年月日: 20100611-12
• [学会発表] ビタミンDによる細胞増殖抑制の作用機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宗綱栄二、生城真一、榊利之(他6名)
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第62回大会
  • 年月日: 20100611-12
• [学会発表] Synthesis of Novel C15-Substituted Active Vitamin D_3 Analogs with 16-Ene CD-Ring (2010)
  • 著者名/発表者名: Go Kumagai, Kanako Shindo, Atsushi Kittaka(他9名)
  • 学会等名: 第21回日仏医薬精密化学会議
  • 年月日: 20100509-12
• [学会発表] Synthesis of 2a-[2-(T etrazolyl) ethyl]-1a, 25-dihydroxy Vita min D_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Miki Matsuo, Asami Hasegawa, Atsushi Kittaka(他10名)
  • 学会等名: 第21回日仏医薬精密化学会議
  • 年月日: 20100509-12
• [学会発表] 新規2a-[2-(テトラゾール-1-イル)エチル]活性型ビタミンD_3の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松尾実紀、橘高敦史(他11名)
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 年月日: 20100328-30
• [学会発表] 新規16-エン-1a, 15a, 25-トリヒドロキシビタミンD_3の合成研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊谷剛、高野真史、澤田大介、齋藤博、竹之内一弥、橘高敦史
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 年月日: 20100328-30
• [学会発表] 14-エピ-19-ノルタキステロール誘導体の合成と活性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 澤田大介、橘高敦史(他7名)
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 年月日: 20100328-30
• [学会発表] Evaluation of 14-epi-19-nortachysterol analogs from 14-epi-19-norprevitamin D_3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Sawada, Yuya Tsukuda, Atsushi Kittaka(他9名)
  • 学会等名: 環太平洋国際化学会議
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] α側鎖上にトリアゾール環を有する活性型ビタミンD_3誘導体の合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松尾実紀、高野真史、橘高敦史(他9名)
  • 学会等名: 第54回日本薬学会関東支部大会
  • 年月日: 2010-10-02
• [学会発表] 新規15位置換活性型ビタミンD_3の合成とビタミンD受容体との相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊谷剛、澤田大介、橘高敦史(他9名)
  • 学会等名: 第54回日本薬学会関東支部大会
  • 年月日: 2010-10-02
• [学会発表] 変異VDR(Arg274Leu)に対するセコステロイドリガンドの設計と合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本澤忍、高橋尚志, 橘高敦史、榊利之(他14名)
  • 学会等名: 第329回脂溶性ビタミン総合研究委員会
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 25-ヒドロキシビタミンD_3による細胞増殖抑制の作用メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 榊利之
  • 学会等名: 第328回脂溶性ビタミン総合研究委員会
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] PPROTEIN ENGINEE RING OF VITAMIN D HYDROXYLASES (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Sakaki
  • 学会等名: The 5^<th> International Conference GPBNM2010
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] ヒト前立腺由来細胞における25-hydroxyvitaminD3の代謝と細胞増殖抑制作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宗綱栄二, 池田進ノ介, 河南理恵, 中林佐知栄, 太田美穂・鎌倉昌樹, 生城真一, 榊利之
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 年月日: 20091021-24
• [学会発表] ビタミンDを代謝するシトクロムP450の構造と機能および医療への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 榊利之
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 年月日: 20091021-24
• [学会発表] Mechanism of inhibition of cell proliferation by vitamin D3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakaki T
  • 学会等名: 第2回博多シンポジウム
  • 年月日: 20091009-10
• [学会発表] Novel C15-Substituted Active Vitamin D_3 Analogs : Design, Synthesis and Biological Activity (2009)
  • 著者名/発表者名: K Shindo, M Takano, G Kumagai, N Saito, H Saito, K Takagi, S Kakuda, M Takimoto-Kamimura, K Takenouchi, S Ishizuka, D Sawada and A Kittaka
  • 学会等名: 14th Vitamin D Workshop
  • 年月日: 20091004-08
• [学会発表] Synthesis and Preliminary Biological Eveluation of New 14-Epi-Previtamin D_3 and Its 19-Nor-Analogs with 2-Modification (2009)
  • 著者名/発表者名: D Sawada, Y, A Kittaka(他10名)
  • 学会等名: 14th Vitamin D Workshop
  • 年月日: 20091004-08
• [学会発表] Construction of a highlyactive vitamin D hydroxylase based on crystal structure of CYP105A1 and its application to production of 1α, 25-dihydroxyvitamin D_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakaki T
  • 学会等名: 第16回シトクロムP450国際会議
  • 年月日: 20090621-02
• [学会発表] CYP105A1二重変異体を発現する放線菌を用いた活性型ビタミンD_3の生産 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林恵子, 安田佳織, 生城真一, 鎌倉昌樹, 城宜嗣, 太田美穂, 榊利之
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第61回大会
  • 年月日: 20090530-31
• [学会発表] ヒトおよびラット由来CYP24A1による1α, 25-ジヒドロキシビタミンD_2の代謝 (2009)
  • 著者名/発表者名: 漆野奈穂子, 安田佳織, 生城真一, 鎌倉昌樹, 太田美穂, 榊利之
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第61回大会
  • 年月日: 20090530-31
• [学会発表] 活性型ビタミンD_3誘導体における核内受容体Water Channelの維持と生物活性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高野真史, 澤田大介, 林恵子, 生城真一, 榊利之, 橘高敦司(他7名)
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第61回大会
  • 年月日: 20090530-31
• [図書] 薬学用語辞典 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橘高敦史
  • 出版者: 化学同人
• [図書] ビタミン総合事典 (2010)
  • 著者名/発表者名: 榊利之、橘高敦史(他158名)
  • 総ページ数: 624
  • 出版者: 朝倉書店
• [産業財産権] 25ヒドロキシビタミンD2の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 榊利之、生城真一、安田佳織
  • 権利者名: 富山県
  • 産業財産権番号: 特許、2012-030126
  • 出願年月日: 2012-02-15
• [産業財産権] 1a, 25, 26-トリヒドロキシビタミンDの製造方法 (2009)
  • 発明者名: 榊利之、生城真一、安田佳織
  • 権利者名: 富山県
  • 産業財産権番号: 特許、2009-14432
  • 出願年月日: 2009-06-17