ホスホニル基およびホスフィニル基の構造的特徴を利用する創薬研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21590126
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 創薬化学
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 横松 力 東京薬科大学, 薬学部, 教授 (70158369)
• 連携研究者: ANGIESKA Bzowska ワルシャワ大学, 理学部, 教授 ; 疋島 貞雄 東京薬科大学, 薬学部, 助教 (70398816) ; 山岸 丈洋 東京薬科大学, 薬学部, 講師 (90297606)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ヌクレオチドアナログ / ジフルオロホスホン酸 / PNP阻害剤 / fragment-based drug design / ペプチドイソスター / 遷移状態アナログ

研究概要

リン酸は生体内に普遍的に存在し、核酸の加リン酸分解やシグナルタンパク質のリン酸化など多くの生体機能に関与している。本研究課題では、ヌクレオシド加リン酸分解酵素を分子標的とした創薬研究をfragment-based drug design(FBDD)に基づいて展開させた。すなわち、プリンヌクレオシドホスホリラーゼ(PNP)阻害剤の創製研究では、PNPと親和性を示す9-デアザグアニン誘導体(DG)とリン酸ミミック(CF_2PO_3H_2)をスペーサで連結したPNP二基質複合型アナログを設計・合成した。スペーサ長の距離を種々変化させた類縁体の構造活性相関研究から、臨床で治療効果を発揮し得る高い阻害活性を有するPNP阻害剤(DFPP-DG)の創製に成功した。DFPP-DGは、各種アッセイの結果から、予想通り二基質複合類縁型PNP阻害剤として機能していることが明らかとなった。このことは、Calf-PNP/DFPP-DGの共結晶のX線構造解析研究によっても支持された。一方、PNP阻害剤は成人T-細胞白血病(ATL)の治療薬として利用可能と考えられることから、DFPP-DG関連化合物のヒト白血病細胞やリンパ球細胞の増殖抑制率について検討した。その結果、予想通り当該細胞の増殖を抑制する効果が認められた。また、DFPP-DGはslow-binding inhibitorとして機能し、平衡時の阻害定数はK_<eqi>=85 pMを示すことが明らかとなった。ホスフィニルジペプチドイソスター(PDIs)の合成研究では、これまでの成果を発展させ、光学活性PDIsの合成法を開発した。その他、ホスホニル化合物およびホスフィニル化合物の新規合成法を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Diastereoselective synthesis of the Leu-Pro type phosphinyl dipeptide isostere (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamagishi, N. Tashiro, and T. Yokomatsu
  • 雑誌名: J. Org. Chem 巻: 76 ページ: 5472-5476
• [雑誌論文] A chemo-enzymatic synthesis of optically active 1, 1-diethoxyethyl(aminomethyl) phosphinates : useful chiral building blocks for phosphinyl dipeptide isosteres (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamagishi, J. Mori, T. Haruki, and T. Yokomatsu
  • 雑誌名: Tetrahedron : Asymmetry 巻: 22 ページ: 1358-1363
• [雑誌論文] 1.45A resolution crystal structure of recombinat PNP in complex with a pM multisubstrate analogue inhibitor bearing one feature of posutulated transition state (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Chojnowski, K. Breer, M. Narczyk, B. Wielgus-Kutrowska, H. Czapinska, M. Hashimoto, S. Hikishima, T. Yokomatsu, M. Bochtler, A. Girstun, K. Staro., A. Bzowska
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm 巻: 391 ページ: 703-708
• [雑誌論文] Overexpressed protein may act as mops removing their ligands from host cells : A case study of calf PNP (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Breer, B. Wielgus-Kutrowska, A. Girstun, K. Staro., M. Hashimoto, S. Hikishima, T. Yokomatsu, A. Bzowska
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm 巻: 391 ページ: 1203-1209
• [雑誌論文] Antiproliferative avtivity of purine nucleoside phosphorylase multisubstrate analogu inhibitors containing difluoromethyl phosphonic acid against leukaemia and lymphoma cells (2010)
  • 著者名/発表者名: L. Glava.-Obrovac, M. Suver, S. Hikishima, M. Hashimoto, T. Yokomatsu, L. Magnowska, A. Bzowska
  • 雑誌名: Chem. Bio. Drug. Des 巻: 75 ページ: 392-399
• [雑誌論文] Structural-based design and synthesis of novel 9-deazaguanine derivatives having a phosphate mimic as multi-substrate analogue inhibitors for mammalian PNPs (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Hikishima, M. Hashimoto, L. Magnowska, A. Bzowska and T. Yokomatsu
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem 巻: 18 ページ: 2275-2284
• [雑誌論文] 9-Deazaguanine derivatives connected by a linker to difluoromethylene phosphonic acid are slow-binding picomolar inhibitors of trimeric purine nucleoside phosphorylase (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Breer, L. Glavas-Obrovac, M. Suver, S. Hikishima, M. Hashimoto, T. Yokomatsu, B. Wielgus-Kutrowska, L. Magnowska, A. Bzowska
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: 277 ページ: 1747-1760
• [雑誌論文] Diastereoselective synthesis of γ-amino-δ-hydroxy-α, α-difluorophosphonates : A vehiclefor for the structure-activity relationship of SMA-7, a potent sphingomyelinase inhibitor (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yamagishi, S. Muronoi, S. Hikishima, H. Shimeno, S. Soeda, and T. Yokomatsu
  • 雑誌名: J. Org. Chem 巻: 74 ページ: 6350-6353
• [学会発表] ホスフィニルジペプチイソスターの効率的合成を指向したアミノメチルホスフィナートの不斉アシル化反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 春木晶充, 森淳一郎, 山岸丈洋
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] 非天然型の立体配置を有するホスフィニルジペプチドイソスターの合成研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 春木晶充, 山岸丈洋, 横松力
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Haruki, H. Ichikawa, J. Mori, T. Yamagishi, T. Yokomatsu
  • 学会等名: 18^<th> International Conference on Phosphorus Chemistry
  • 発表場所: Wroclaw, Poland
  • 年月日: 20100700
• [学会発表] SBDDを用いた新規PNP阻害剤の創製研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷津智之, 疋島貞雄, Agnieszka Bzowska, 横松力
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] SMase阻害剤を指向した新規SMA-7類縁体の合成研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野田祐介, 室野井真, 疋島貞雄, 山岸丈洋, 横松力
  • 学会等名: 第35回反応と合成の進歩シンポジウム
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20091100
• [学会発表] SBDDを用いた新規PNP阻害剤の創製研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 谷津智之, 疋島貞雄, Agnieszka Bzowska, 横松力
  • 学会等名: 第28回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20091100