低分子化合物を用いるグアニン四重鎖の検出及び結合タンパク質同定法の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23310158
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 長澤 和夫 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10247223)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: グアニン四重鎖 / テロメア / DNAマイクロアレイ / 結合タンパク質 / テロメスタチン / 蛍光プローブ

研究概要

DNAの高次構造であるグアニン四重鎖（G4）は、遺伝子の転写制御に関係し、その探索は新たな創薬標的の発見につながる。我々はこれまで、大環状ポリオキサゾール化合物（6OTD, 7OTD）がG4に強力かつ選択的に結合することを見いだしている。本研究ではOTD類を用いた新規G4形成配列の検出法の開発を行った。
（１）7OTDへ蛍光団を導入した蛍光プローブの合成を行い、DNAマイクロアレイへ応用することで、未同定のG4を検出する手法開発を検討した。7OTDに蛍光団としてCy5を導入し、G4蛍光プローブを合成した。このプローブを用い、DNAマイクロアレイによるハイスループットスクリーニング実験を行った。なおDNAマイクロアレイとして、G4配列が多数存在することが示唆されている領域を含む、CpG islandsマイクロアレイを用いた。その結果、G４を形成する配列として、約２,０００の新規G4配列を同定することができた。
（２）全ゲノムから一挙にG4形成配列を同定する手法を開発することを目的とし、6OTDをビオチン化した新規G4リガンドを開発した。これをアビジンビーズへと結合させ、G4鎖特異的なカラムを作製した。このカラムに対し断片化したゲノムDNAを通すことで、全ゲノムから一挙にG4形成配列を分離することが可能と考えられる。本手法をの予備的実験として、G4形成配列群と非G4形成配列群が混在するDNA混合物を用い、G4カラムを用いた分離実験を行った。その結果、G4形成配列群のみを選択的に分離することができた。今後、全ゲノムを用いて検討を行う。
またグアニン四重鎖に結合するタンパクを同定するためのリガンドとして、6OTDの新規二量体を開発することができた。これが細胞内環境を模倣した、長鎖テロメア四重鎖へ低濃度で相互作用することを見いだした。G4結合タンパク質同定への基盤を構築することができた。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] SYNTHESIS OF MACROCYCLIC DIMER OF CYCLIC HEXAOXAZOLE AND EXAMINATION OF ITS INTERACTION WITH TELOMERIC OLIGONUCLEOTIDE (2014)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Iida, Gen Tsubouchi, Takahiro Nakamura, Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Heterocycles 巻: 88 ページ: 1287-1298
  • DOI: 10.3987/COM-13-S(S)97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric α-Hydroxylation of Lactone with Vinylogous Pyridone using Guanidine-Urea Bifunctional Organocatalyst: Catalystic Enantioselective Synthesis of a Key Intermediate for (20S)-Camptothecin Analogues (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatusya Watanabe, Minami Odagi, Kota Furukori and Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 20 ページ: 591-597
  • DOI: 10.1002/chem.201303663
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential stereodivergent organocatalysis and programmed organocascade (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Sohtome and Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 12 ページ: 1681-1685
  • DOI: 10.1039/C3OB42310G
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a Novel Compound That Suppresses Breast Cancer Invasiveness by Inhibiting Transfoming Growth Factor-beta Signaling via Estrogen Receptor α (2014)
  • 著者名/発表者名: Natsuka Goto, Hiromi Hiyoshi, Ichiaki Ito, Keisuke Iida, Yuka Nakajima, Kazuo Nagasawa and Junn Yanagisawa
  • 雑誌名: Journal of Cancer 巻: 5 ページ: 336-343
  • DOI: 10.7150/jca.7202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric Michael Reaction of Nitroolefins with beta-Dicarbonyl Compounds Catalysed by 1,3-Diamine-Tethered Guanidine-Thiourea Bifunctional Organocatalyst (2014)
  • 著者名/発表者名: Natsuko Horitsugi, Kohei Kojima, Koji Yasui, Yoshihiro Sohtome, Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Asian J. Org. Chem. 巻: 3 ページ: 445-448
  • DOI: 10.1002/ajoc.2011402002R1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and identification of proposed biosynthetic intermediates of saxitoxin in the cyanobacterium Anabaena circinalis (TA04) and the binoflagellate Alexandrium tamarense (Axat-2) (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Tsuchiya, Yuko Cho, Keiichi Konoki, Kazuo Nagasawa, Yasukatsu Oshima and Mari Yotsu- Yamashita
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 12 ページ: 3016-3020
  • DOI: 10.1039/C4OB00071D
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Novel Guanidine-Bisurea Bifunctional Organocatalysts and Their Application to Asynnetric α-Hydroxylation of Tetralone-Derived β-Keto Esters (2014)
  • 著者名/発表者名: Minami Odgai, Kan Takayama, Kota Furukori, Tatsuya Watanabe and Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Aust. J. Chem. 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Total synthesis of (+)-Cylindradine A (2014)
  • 著者名/発表者名: Makoto Iwata, Kyohei Kanoh, Takuya Imaoka and Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescent ligand-mediated screening of G-quadruplex structure using a DNA microarray (2013)
  • 著者名/発表者名: Kesuke Iida, Takahiro Nakamura, Wataru Yoshida, Masayuki Tera Kazuhiko Nakabayashi, Kenichiro Hata, Kazunori Ikebukuro and Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 巻: 52 ページ: 12052-12055
  • DOI: 10.1002/anie.201305366
  • 査読あり
• [雑誌論文] G-Quadruplexes as a Potential Therapeutic Target for Embryonal Tumors (2013)
  • 著者名/発表者名: Tarek Shalaby, Giulio Fiaschetti, Kazuo Nagasawa, Kazuo Shin-ya, Martin Baumgartner, Michael Grotzer
  • 雑誌名: Molecules 巻: 18 ページ: 12500-12537
  • DOI: 10.3390/molecules181012500
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macrocyclic Polyoxazoles as G-Quadruplex Ligands (2013)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Iida, Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Chem. Rec 巻: 13 ページ: 539-548
  • DOI: 10.1002/tcr.201300015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution structure of an intramolecular (3+1) human telomeric G-quadruplex bound to a telomestatin derivative (2013)
  • 著者名/発表者名: Wan Jun Chung, Brahim Heddi, Masayuki Tera, Keisuke Iida, Kazuo Nagasawa and Anh Tuân Phan
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 ページ: 13495-13501
  • DOI: 10.1021/ja405843r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of saxitoxin derivatives bearing guanidine and urea groups at C13 and evaluation of their inhibitory activity on voltage-gated sodium channel (2013)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Akimoto, Asako Masuda, Mari Yotsu-Yamashita, Takatsugu Hirokawa, Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 11 ページ: 6642-6649
  • DOI: 10.1039/C3OB41398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetric α-hydroxylation of Tetralone Derived β-Ketoesters using Guanidine-Urea Bifunctional Organocatalyst in the Presence of Cumene Hydroperoxide (2013)
  • 著者名/発表者名: Minami Odagi, Kota Furugori, Tatsuya Watanabe and Kazuo Nagasawa
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 19 ページ: 16740-16745
  • DOI: 10.1002/chem.201303006
  • 査読あり
• [雑誌論文] A nonclassical vitamin D receptor pathway suppresses renal fibrosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichiaki Ito, Tsuyoshi Waku, Masato Aoki, Rumi Abe, Yu Nagai, Tatsuya Watanabe, Yuka Nakajima, Ichiro Ohkido, Keitaro Yokoyama, Hiroyuki Miyachi, Toshiyuki Shimizu, Akiko Murayama, Hiroyuki Kishimoto, Kazuo Nagasawa and Junn Yanagisawa
  • 雑誌名: J. Clin. Invest. 巻: 123 ページ: 4579-4595
  • DOI: 10.1172/JCI67804
  • 査読あり
• [学会発表] グアニジニウム－ヨウ素アニオン触媒を用いるβ－ジカルボニル化合物α位の極性転換型ニトロアルキル化反応ジニウム－ヨウ素アニオン触媒を用いるβ－ジカルボニル化合物α位の極性転換型ニトロアルキル化反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安井浩司、小島浩平、長澤和夫
  • 学会等名: 日本化学会 第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] グアニジンーウレア触媒を用いたテトラロン型βーケトエステルα位の不斉酸化反応を基盤とするβ及びγ位の速度論的光学分割法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小田木陽、古郡孝太、佐藤真、山中正浩、長澤和夫
  • 学会等名: 日本化学会 第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] Lymphostinの合成研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田達也、高山洋平、長澤和夫
  • 学会等名: 日本化学会 第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] テロメスタチン誘導体を用いた新規グアニン四重鎖の単離 (2014)
  • 著者名/発表者名: 對馬大和、飯田圭介、中村貴大、長澤和夫
  • 学会等名: 日本化学会 第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] 19ノル型ビタミンD3 A環部の合成研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田波知恵、永井優、阿部純子、薄田晃佑、飯田圭介、長澤和夫
  • 学会等名: 日本化学会 第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] キラルリン酸触媒による分子内還元的アミノ化反応を用いたピロロキノリン骨格の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三瓶悠、小島浩平、秋元隆史、小田木陽、秋山隆彦、長澤和夫
  • 学会等名: 日本化学会 第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] シリンドラジンBの合成研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上條優子、岩田真、長澤和夫
  • 学会等名: 日本化学会 第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] 有機触媒を用いた酸化反応を基盤とする 生理活性物質の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長澤和夫
  • 学会等名: 日本プロセス学会ー有機分子触媒 合同シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市民会館（宮城県）
  • 年月日: 20131128-20131129
  • 招待講演
• [学会発表] ピロールイミダゾール系アルカロイド類の合成研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩田真、狩野恭兵、今岡拓哉、長澤和夫
  • 学会等名: 第104回有機合成シンポジウム
  • 発表場所: 早稲田大学 国際会議場
  • 年月日: 20131106-20131107
• [学会発表] 新規グアニジンーウレア触媒の創製とβ-ketoesterのα位の不斉酸化反応 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小田木陽、高山 敢、古郡孝太、渡邉達也、佐藤真、山中正治、長澤和夫
  • 学会等名: 日本化学会秋季事業 第3回CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京）
  • 年月日: 20131021-20131023
• [学会発表] Synthetic Studies on Zetekitoxin AB (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋元隆史、西川徹、岩本理、越野広雪、長澤和夫
  • 学会等名: 13th International Conference on the Chemistry of Antibiotics and other bioactive compounds (ICCA-13)
  • 発表場所: 富士ビューホテル（山梨県）
  • 年月日: 20130924-20130927
• [学会発表] Synthetic studies on Lymphostin (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Yamada, Yohei Takayama, Shinya Tatekabe, Kazuo Nagasawa
  • 学会等名: 13th International Conference on the Chemistry of Antibiotics and other bioactive compounds (ICCA-13)
  • 発表場所: 富士ビューホテル（山梨県）
  • 年月日: 20130924-20130927
• [学会発表] Total synthesis of (+)-Cylindradine A (2013)
  • 著者名/発表者名: Makoto Iwata, Kyohei Kanou, Takuya Imaoka, Kazuo Nagasawa
  • 学会等名: 13th International Conference on the Chemistry of Antibiotics and other bioactive compounds (ICCA-13)
  • 発表場所: 富士ビューホテル（山梨県）
  • 年月日: 20130924-20130927
• [学会発表] ゼテキトキシンABの合成研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋元隆史、西川徹、岩本理、越野広雪、長澤和夫
  • 学会等名: 第55回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 同志社大学寒梅館
  • 年月日: 20130918-20130920
• [学会発表] (+)-Cykindradine Aの全合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩田真、狩野恭兵、今岡拓哉、長澤和夫
  • 学会等名: 第48回天然物化学談話会
  • 発表場所: アヤハレークサイドホテル（滋賀県）
  • 年月日: 20130703-20130705
• [学会発表] Fluorescent Ligand-Mediated Screening of G-Quadruplex Structure Using a DNA Microarray (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村貴大、飯田圭介、吉田亘、寺正行、池袋一典、長澤和夫
  • 学会等名: Fourth International Meeting on G-Quadruplex Nucleic Acids
  • 発表場所: Nanyang Technological University（Singapore）
  • 年月日: 20130701-20130704
• [学会発表] G-quadruplex ligands with macrocyclic polyoxazoles (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Nagasawa
  • 学会等名: Fourth International Meeting on G-Quadruplex Nucleic Acids
  • 発表場所: Nanyang Technological University（Singapore）
  • 年月日: 20130701-20130704
  • 招待講演
• [学会発表] グアニン四重鎖を安定化する四置換型大環状ヘキサオキサゾールの合成と活性評価ニン四重鎖を安定化する四置換型大環状ヘキサオキサゾールの合成と活性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 對馬大和、飯田圭介、中村貴大、真島聡芸、大竹輝美、清宮啓之、長澤和夫
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第8回年会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学
  • 年月日: 20130619-20130621
• [学会発表] Organocatalytic α-Hydroxylation of β-Ketoesters and Application to Synthesis of Daunomycinone (2013)
  • 著者名/発表者名: 古郡孝太 小田木陽 渡邉達也 長澤和夫
  • 学会等名: 第６回有機触媒シンポジウム
  • 発表場所: 大津プリンスホテル（滋賀県）
  • 年月日: 20130529-20130530
• [備考] 東京農工大学長澤研究室
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~nagasawa/index.html