| 研究課題/領域番号 |
21K18881
|
|---|
| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
|---|
研究代表者 |
大江 知之 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 准教授 (30624283)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| キーワード | フラーレン / SARS-CoV-2 / COVID-19 |
|---|
| 研究実績の概要 |
新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)の感染により引き起こされる新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の治療薬を目指し、世界中で様々な研究が行われている。その創薬標的は様々あるが、中でもメインプロテアーゼは最も期待されるターゲットである。一方、フラーレンは、Kroto らにより発見されたサッカーボール型の C60 に代表される第 3 の炭素同素体である。その球状の縮合芳香環構造に由来した物理化学的性質は非常にユニークであり、様々な分野で応用研究が行われている。創薬化学の観点からも興味深い唯一無二の骨格であり、これを母核とした画期的な医薬品の創製を目指した研究も行われている。
申請者らは、前年度までに、様々なC60誘導体のSARS-CoV-2メインプロテアーゼに対する阻害効果を、自身で構築した評価系を用いてスクリーニングした結果、ビスマロン酸型C60誘導体をはじめとする多くの誘導体が市販の阻害剤と比べて強力な阻害活性を有することが明らかにした。
本年度は、活性のある誘導体の中でも比較的構造展開しやすいピロリジン型誘導体を基盤に、複数の新規誘導体をデザイン・合成した。また、C60 の 5 員環と 6 員環の接合部（[5,6]-結合）の炭素-炭素結合が開裂し窒素で架橋され、C60の本来の電子共役系を維持しているアザフレロイドに分類される化合物も新たに合成した。その結果、前者の誘導体では活性が劇的に減弱した一方で、アザフレロイド は比較的強い阻害作用を示した。アザフレロイドの生物活性の報告はこれまでほとんどないため、本結果は重要な知見と言える。以上のように、様々な C60 誘導体が SARS-CoV-2メインプロテアーゼ阻害作用を示し、その強さは誘導体に結合している置換基によりかなり異なることが明らかになった。これらの成果をまとめ投稿論文で発表した。
|
| 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
前年度は、SARS-CoV-2メインプロテアーゼに対する阻害アッセイ系の構築をした上で、当研究室ですでに合成されていたC60誘導体を用いてスクリーニング的に評価したところ、様々なフラーレン誘導体がメインプロテアーゼを阻害することが明らかになり、その中でもビスマロン酸型誘導体が強力な阻害能を有することを見出した。本年度は、それをもとに、新規誘導体の合成に着手し構造活性相関を進めたことに加え、これまでの誘導体とはタイプが異なるアザフレロイドのシリーズで活性が強いものを発見したことは特筆すべきことである。以上の成果は投稿論文にまとめられ、すでに受理されている。このように、2年目は1年目に得られた成果をもとに研究を大きく展開しており、順調に進捗していると判断できる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
申請者らが行っている不斉触媒を用いた置換基導入法あるいは光学分割などを用い立体異性による活性の影響を精査する。また、現在までに最も活性が強いビスマロン酸型誘導体については、その位置異性体も分離し評価することでより強い単一の化合物を見出す。
候補化合物について、次のステージとして、水溶性、膜透過性（人工膜、経細胞輸送）、代謝安定性（肝ミクロソームや肝細胞）、細胞毒性（肝細胞）などを評価する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
SARS-CoV-2メインプロテアーゼの活性評価についてアッセイキットを用いるのではなく、LC-MSを用いた評価系を使用する計画に変更したため、アッセイにかかるコストが全体的に抑えられた。一方で、様々なフラーレン誘導体が有望なリード化合物として見出されているので、来年度はそれぞれの誘導体からの構造展開をすることに加え、立体異性体間の活性の差の検討も行うため、フラーレン誘導体合成に必要な試薬、精製のために必要なカラム、特に光学分割カラム、また活性評価に必要な酵素・ペプチド、LC-MS分析用試薬などの購入に充当する。また、残りの予算を使って、メインプロテアーゼ以外の酵素阻害の可能性や、細胞を用いた評価も進める予定である。
|
