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2018 年度 実績報告書

特定の立体構造を有する生物活性中分子の汎用創製手法の確立

公募研究

研究領域反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製
研究課題/領域番号 18H04382
研究機関東京大学

研究代表者

後藤 佑樹  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70570604)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードペプチド / 中分子 / 環状ペプチド / 阻害剤
研究実績の概要

中分子化合物を医薬品や研究ツールとして活用する試みが近年盛んに行われている。既存の生物活性中分子開発戦略の多くは、スクリーニングで発見した天然物や人工中分子を親化合物とし、より良い活性を示すものに『改良』していくものが中心であった。一方で本研究では、広い作用面を介して標的と相互作用できる中分子大規模ライブラリーの試験管内分子進化法の活用により、任意の生物活性を有する中分子化合物をテーラーメイドに『創製』する新技術の確立を目標とする。具体的には、改変翻訳系を用いた遺伝暗号のリプログラミング技術を活用することで、非タンパク質性アミノ酸ブロックを含む環状ペプチドを翻訳合成を達成する。これにより、特定の二次構造をもつようにデザインされた生物活性ペプチド中分子を創製することを最終目標として掲げる。
当該年度においては、大環状化と特定の立体構造形成の両方を誘起できる人工残基(cyclization- and secondary structure-inducing residue, CSIR)を新たに種々設計し、これらを化学合成で調製した。そして、人工翻訳系を活用した遺伝暗号のリプログラミング法により、合計で8種類の翻訳導入実験を実施した。その結果、うち6種類のCSIRについて良好な翻訳導入効率を確認(残り2種についても効率は悪いながら翻訳導入には成功した)した。さらに、これら6種の二次構造誘起骨格を含んだ人工環状ペプチドの翻訳合成も達成した。

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

当初の計画通り、順調に複数のCSIRの設計と合成を完了し、一部のCSIRについてはこれを含んだモデル人工環状ペプチドの翻訳合成にも成功しており、特定の二次構造をもつようにデザインされた生物活性ペプチド中分子の大規模ライブラリー構築の基盤が構築できている。

今後の研究の推進方策

これまでの研究で翻訳導入を完了したCSIRを有する環状中分子ペプチドライブラリーを構築する。さらに本ライブラリーの試験管内選択システムを確立することで、生物活性人工ペプチド中分子の開発にも着手する。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 10件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] Oxford Univ.(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Oxford Univ.
  • [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      National Institutes of Health
  • [国際共同研究] Univ. of North Carolina at Chapel Hill(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Univ. of North Carolina at Chapel Hill
  • [雑誌論文] Ribosomal Synthesis of Backbone-Cyclic Peptides Compatible with In Vitro Display2019

    • 著者名/発表者名
      Takatsuji Ryo、Shinbara Koki、Katoh Takayuki、Goto Yuki、Passioura Toby、Yajima Ryo、Komatsu Yamato、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 ページ: 2279~2287

    • DOI

      10.1021/jacs.8b05327

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexizyme-Enabled Benchtop Biosynthesis of Thiopeptides2019

    • 著者名/発表者名
      Fleming Steven R.、Bartges Tessa E.、Vinogradov Alexander A.、Kirkpatrick Christine L.、Goto Yuki、Suga Hiroaki、Hicks Leslie M.、Bowers Albert A.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 ページ: 758~762

    • DOI

      10.1021/jacs.8b11521

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Engineering of RiPP pathways for the production of artificial peptides bearing various non-proteinogenic structures2018

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Current Opinion in Chemical Biology

      巻: 46 ページ: 82~90

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2018.06.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Artificial In Vitro Biosynthesis Systems for the Development of Pseudo-Natural Products2018

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuki、Suga Hiroaki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 ページ: 410~419

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170379

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-competitive cyclic peptides for targeting enzyme?substrate complexes2018

    • 著者名/発表者名
      McAllister T. E.、Yeh T.-L.、Abboud M. I.、Leung I. K. H.、Hookway E. S.、King O. N. F.、Bhushan B.、Williams S. T.、Hopkinson R. J.、M?nzel M.、Loik N. D.、Chowdhury R.、Oppermann U.、Claridge T. D. W.、Goto Y.、Suga H.、Schofield C. J.、Kawamura A.
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 9 ページ: 4569~4578

    • DOI

      10.1039/C8SC00286J

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 試験管内人工生合成系で擬天然物をつくる2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      鹿児島大学理学部先端科学講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 中分子創薬を見据えた擬天然ペプチド開発戦略2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      技術情報協会セミナー「環状ペプチドの探索法と構造・配座解析」
    • 招待講演
  • [学会発表] 生合成系を改造して擬天然物を創る2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      東京工業大学LiHub 創薬技術革新G ワークショップ「創薬関連研究の最先端」
    • 招待講演
  • [学会発表] 翻訳反応を改造して擬天然物をつくる2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      新潟大学UGCE連携教育研究センター第9回シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] mRNA ディスプレイ法によるペプチド修飾酵素基質の網羅的変異導入解析2019

    • 著者名/発表者名
      後藤 佑樹・竹植 悠・小松 大和・菅 裕明
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 試験管内リデザイン生合成系で擬天然物を創る2019

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会 11.0
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of tunable and selective protein modifiers based on macrocyclic peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Y Goto
    • 学会等名
      3rd ETH Zurich-UTokyo Strategic Partnership Symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] 共有結合を介して標的に結合する高選択性中分子化合物の汎用創製手法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      第21回生命化学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] mRNAディスプレイ法によるペプチド修飾酵素基質の網羅的変異導入解析2018

    • 著者名/発表者名
      後藤佑樹
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会物理、化学の力で生物を理解する」シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] In vitro biosynthesis system for peptides with diverse modified backbones2018

    • 著者名/発表者名
      Y Goto
    • 学会等名
      Asian Synthetic Biology Association 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of tunable and selective protein modifiers based on macrocyclic peptides2018

    • 著者名/発表者名
      Y Goto
    • 学会等名
      4th International Conference on Circular Proteins and Peptides 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 化合物ライブラリー及び化合物ライブラリーの製造方法2018

    • 発明者名
      菅 裕明,後藤 佑樹,尾仲 宏康,ヴィノグラドフ アレクサンダー
    • 権利者名
      国立大学法人東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018185481
  • [産業財産権] ペプチドライブラリーの製造方法2018

    • 発明者名
      菅 裕明,後藤 佑樹,阿部 郁朗,岡田 正弘,井上 澄香
    • 権利者名
      国立大学法人東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018196102

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公開日: 2021-12-27  

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