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2023 年度 実績報告書

ベイズ最適化を駆使したペプチドのワンフロー合成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1553
配分区分基金
研究機関名古屋大学

研究代表者

杉澤 直斗  名古屋大学, 創薬科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードマイクロフロー / ペプチド / アミノ酸N-カルボン酸無水物 / Leuchs法
研究実績の概要

一般的なペプチド鎖伸長は、アミノ基を保護したアミノ酸の活性化体とカルボキシル基を保護したアミノ酸またはペプチドとの縮合工程と保護基の除去工程を繰り返す。本手法は多工程を要し、全工程の約半数を保護基の除去工程が占めることから、多量の廃棄物を排出することが問題となっている。昨年、求核性と求電子性を併せもつアミノ酸N-カルボン酸無水物(NCA)を用い、短工程かつ少量の廃棄物しか排出しない二残基ずつのペプチド鎖高速伸長法を開発した。また、開発した手法により多様な官能基を含む計17種類のトリペプチドを良好な収率から高収率で合成した。本年は見出した条件に基づき、オクタペプチドのBeefy Meaty Peptide(BMP)の全合成を検討した。検討の結果、開発した手法を3回繰り返すことでヘプタペプチドを合成でき、混合炭酸無水物法によりオクタペプチドを合成できた。最後に主鎖および側鎖の保護基を全て除去することで、BMPの全合成を達成した。NMR解析において、合成したBMPと市販品のBMPは良い一致を示した。また本合成において、カラム精製は最終工程のみであり、それ以外の工程は分液操作と再結晶操作のみで目的物を精製した。
昨年度に開発した手法はNCAを事前に調製し、トリペプチド合成に使用していた。しかし、NCAは不安定で長期保存が困難であるため、NCA調製を含めたワンフロートリペプチド合成を検討した。具体的には、NCAの代表的な調製法の一つであるLeuchs法を利用し、上述したトリペプチド合成の実現を目指した。検討の結果、Boc-アミノ酸を第3級アミン存在下で塩化チオニルと反応させると、速やかにNCAに変換されることが分かった。この発見により、入手容易な3種類の市販アミノ酸からのワンフロートリペプチド合成を実現できた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      ケンブリッジ大学
  • [雑誌論文] Multi-objective Bayesian optimisation using q-noisy expected hypervolume improvement (qNEHVI) for the Schotten-Baumann reaction2024

    • 著者名/発表者名
      Jiyizhe Zhang, Naoto Sugisawa, Kobi C Felton, Shinichiro Fuse, Alexei A Lapkin
    • 雑誌名

      Reaction Chemistry & Engineering

      巻: 9 ページ: 706~712

    • DOI

      10.1039/D3RE00502J

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] One-Flow Syntheses of Unsymmetrical Sulfamides and N-Substituted Sulfamate Esters2024

    • 著者名/発表者名
      Naoto Sugisawa, Kohei Nakabayashi, Hiroki Sugisawa, Shinichiro Fuse
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 26 ページ: 2739~2744

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.3c01546

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid and column-chromatography-free peptide chain elongation via a one-flow, three-component coupling approach2023

    • 著者名/発表者名
      Naoto Sugisawa, Akira Ando, Shinichiro Fuse
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 14 ページ: 6986~6991

    • DOI

      10.1039/d3sc01333b

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 三成分連結反応を基盤とするペプチド鎖高速伸長法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      杉澤直斗、安東章、布施新一郎
    • 学会等名
      日本化学会 第104春季年会
  • [備考] 布施研究室HPの研究業績

    • URL

      https://www.ps.nagoya-u.ac.jp/lab_pages/chemprocess/kenkyugyoseki-gencho/

  • [備考] Lapkin研究室HPの研究業績

    • URL

      https://www.lapkingroup.com/publications

  • [備考] Chem-Stationのスポットライトリサーチ

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2023/06/2mf.html

  • [産業財産権] アミノ酸N-カルボキシ無水物(NCA)の製造方法2024

    • 発明者名
      布施新一郎、杉澤直斗
    • 権利者名
      国立大学法人東海国立大学機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2024/014466
    • 外国

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公開日: 2024-12-25  

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