• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

蛍光プローブを活用した活性イオウ分子産生酵素の阻害剤の探索・創製

公募研究

研究領域化学コミュニケーションのフロンティア
研究課題/領域番号 18H04609
研究機関東京大学

研究代表者

花岡 健二郎  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (70451854)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード薬学 / 分析科学 / 生体分子 / 分子認識 / 有機化学 / 蛍光プローブ / 酵素阻害剤 / 阻害剤スクリーニング
研究実績の概要

本研究において、活性イオウ分子産生酵素の選択的阻害剤の探索、構造最適化を通して、活性イオウ分子の機能解明に有用な新たな阻害剤の開発を行うことを目的としている。特に、これまでに開発に成功している、活性イオウ分子を選択的に検出する蛍光プローブ群を用いることで、多数の化合物ライブラリーから阻害剤候補となるリード化合物を効率的かつ独自のアプローチによってスクリーニングを行う。
平成30年度は、化合物ライブラリーとしては、これら活性イオウ分子産生酵素がPLP依存性酵素であることから、この活性中心のPLPのアルデヒド基と安定なシッフ塩基を形成するヒドラジン構造及びアミノオキシ構造を持つ化合物群およそ1000化合物を用いて、酵素活性の評価方法として、酵素反応によって産生されるH2Sをこれまで研究代表者らが開発したH2S検出蛍光プローブを用いることで阻害剤スクリーニングを行い、阻害剤候補化合物の探索を行った。その結果、標的酵素であるCSE及びCBSに対して、それぞれ選択的かつμMからsubμMのIC50を示す阻害剤を見出すことに成功した。今後、これら阻害剤の構造最適化および生細胞への応用を行っていく。さらに、これまでに研究代表者らによって開発されているH2Sやsulfane sulfurを検出する蛍光プローブを広く研究者らに供与・共同研究することによって、国際共同研究を通して、N-アセチルシステインの抗酸化作用や細胞保護作用のメカニズムを明らかにすることに成功した(Cell Chem. Biol. , 25, 447-459.e4 (2018))。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究において、これまでに開発に成功している、活性イオウ分子を選択的に検出する蛍光プローブを用いることで、多数の化合物ライブラリーから阻害剤候補となるリード化合物を効率的にスクリーニングする。化合物ライブラリーとしては、これら活性イオウ分子産生酵素がPLP依存性酵素であるため、この活性中心のPLPのアルデヒド基と安定なシッフ塩基を形成するヒドラジン構造及びアミノオキシ構造を持つ化合物群を用いて、阻害剤候補化合物の探索を行った。本年度は、CSE及びCBSの2つの活性イオウ分子産生酵素について、ヒドラジン構造及びアミノオキシ構造を持つ化合物群を用いて阻害剤スクリーニングを行ったところ、それぞれ選択性が高く、かつ活性も高い阻害剤を得ることに成功したため、計画以上に進展しているとした。

今後の研究の推進方策

本年度は、これまでに見出した2つの阻害剤について、SPR測定や共結晶解析、蛍光スペクトル測定などによって結合形式を明らかにすると共に、開発した阻害剤の生細胞への応用を通して生命科学研究におけるそれら阻害剤の有用性を明らかにしていく。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 9件) 図書 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] Kent State University/Beckman Research Institute(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Kent State University/Beckman Research Institute
  • [国際共同研究] German Cancer Research Center (DKFZ)(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      German Cancer Research Center (DKFZ)
  • [雑誌論文] Development of Novel Dark Quenchers and Their Application to Imaging Probes2019

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Hanaoka
    • 雑誌名

      YAKUGAKU ZASSHI

      巻: 139 ページ: 277-283

    • DOI

      10.1248/yakushi.18-00174-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-Acetyl Cysteine Functions as a Fast-Acting Antioxidant by Triggering Intracellular H2S and Sulfane Sulfur Production2018

    • 著者名/発表者名
      Daria Ezerin, Yoko Takano, Kenjiro Hanaoka, Yasuteru Urano, Tobias P. Dick
    • 雑誌名

      Cell Chem. Biol.

      巻: 25 ページ: 447-459

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2018.01.011

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Protein-Coupled Fluorescent Probe For Organelle-Specific Imaging of Na+2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Taguchi, Takuya Terai, Tasuku Ueno, Toru Komatsu, Kenjiro Hanaoka, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Sens. Act. B: Chem.

      巻: 265 ページ: 575-581

    • DOI

      10.1016/j.snb.2018.03.090

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Series of Practical Fluorescent Chemical Tools To Measure pH Values in Living Samples2018

    • 著者名/発表者名
      Shodai Takahashi, Yu Kagami, Kenjiro Hanaoka, Takuya Terai, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Masanobu Uchiyama, Ikuko Koyama-Honda, Noboru Mizushima, Tomohiko Taguchi, Hiroyuki Arai, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 140 ページ: 5925-5933

    • DOI

      10.1021/jacs.8b00277

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Unsymmetrical Si-Rhodamine Fluorophores and Application to A Far-Red to Near-Infrared Fluorescence Probe for Hypoxia2018

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Hanaoka, Yu Kagami, Wen Piao, Takuya Myochin, Koji Numasawa, Yugo Kuriki, Takayuki Ikeno, Tasuku Ueno, Toru Komatsu, Takuya Terai, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 54 ページ: 6939-6942

    • DOI

      10.1039/c8cc02451k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Red-Shifted Fluorogenic Substrate for Detecting Lacz‐Positive Cells in Living Tissue with Single‐Cell Resolution2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ito, Yu Kawamata, Mako Kamiya, Kayoko Tsuda-Sakurai, Shinji Tanaka, Tasuku Ueno Toru Komatsu, Kenjiro Hanaoka, Shigeo Okabe, Masayuki Miura, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 57 ページ: 15702-15706

    • DOI

      10.1002/anie.201808670

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid Detection of Metastatic Lymph Nodes of Colorectal Cancer with A Gamma-Glutamyl Transpeptidase-Activatable Fluorescence Probe2018

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Kubo, Kenjiro Hanaoka, Yugo Kuriki, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Ryosuke Kojima, Mako Kamiya, Yasutoshi Murayama, Eigo Otsuji, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 8 ページ: 17781

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36062-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 新規蛍光団の創製を基盤とした蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 学会等名
      新学術領域「化学コミュニケーションのフロンティア」第2回 若手シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内の低酸素・pHを可視化する蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 学会等名
      第44回日本微小循環学会総会 シンポジウム1「微小環境をみる,はかる,感知する」
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子レジデンスを制御した近赤外蛍光葉酸受容体検出蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019) 分子のレジデンスを考えるー新しい機能分子設計の鍵としてー
    • 招待講演
  • [学会発表] Development and application of fluorescence probes for detecting reactive sulfur species (RSS)2019

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会年会 107 「硫化水素をはじめとした生理活性イオウ研究の新展開」
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内低酸素環境を可視化する蛍光プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 学会等名
      日本薬学会 第139年会 一般シンポジウム S57 がん微小環境の理解とその克服に向けた薬学的アプローチ ~HIF-1αの理解と制御に向けて~
    • 招待講演
  • [学会発表] Cystathionine β-synthase(CBS)に対する選択的 阻害剤の開発2019

    • 著者名/発表者名
      越膳 ほなみ
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
  • [学会発表] Development of fluorescent probes for reactive sulfur species and their applications2018

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Hanaoka
    • 学会等名
      5th World Congress on Hydrogen Sulfide in Biology & Medicine
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of a Series of Fluorescence Probes to Measure pH Values in Living Samples2018

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Hanaoka
    • 学会等名
      7th Annual Conference of International Chemical Biology Society
    • 国際学会
  • [学会発表] 活性イオウ分子を検出する蛍光プローブの開発と応用2018

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 学会等名
      第71回日本酸化ストレス学会・第18回日本NO学会 合同学術集会 合同シンポジウム「活性イオウ分子の生体分析と機能・病態解明の新世代研究」
    • 招待講演
  • [学会発表] 活性イオウ分子を検出する蛍光プローブの開発と阻害剤探索への応用2018

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会 1S06p 「活性硫黄種の新展開ー硫化水素から過硫化物までー」
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規蛍光団の創製を基盤とした蛍光プローブの開発2018

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 学会等名
      Chemical Probe (生命現象探索分子) 第一回合同合宿セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] シッフ塩基形成を利用した活性イオウ分子産生酵素阻害剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      越膳 ほなみ
    • 学会等名
      第71回酸化ストレス学会、第18回NO学会合同学術集会
  • [学会発表] シッフ塩基形成を利用した活性イオウ分子産生酵素阻害剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      越膳 ほなみ
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第13年会
  • [学会発表] 活性イオウ分子産生酵素阻害剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      越膳 ほなみ
    • 学会等名
      第16回次世代を担う若手のためのフィジカルファーマフォーラム(PPF2018)
  • [学会発表] 活性イオウ分子産生酵素の選択的阻害剤の開発2018

    • 著者名/発表者名
      越膳 ほなみ
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [図書] B&I バイオサイエンスとインダストリー Vol.77, No.12019

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 総ページ数
      10-11,37-41
    • 出版者
      (一般)バイオインダストリー協会
  • [図書] 生化学, Vol.90, No.32018

    • 著者名/発表者名
      越膳 ほなみ,花岡 健二郎
    • 総ページ数
      388-393
    • 出版者
      日本生化学会
  • [図書] 化学,November, Vol.732018

    • 著者名/発表者名
      花岡 健二郎
    • 総ページ数
      23-28
    • 出版者
      化学同人
  • [備考] 東京大学 大学院薬学系研究科 薬品代謝化学教室

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~taisha/

  • [産業財産権] 新規無蛍光性ローダミン類2019

    • 発明者名
      花岡 健二郎、浦野 泰照、池野 喬之
    • 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
      PCT/JP2019/8396
    • 外国

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi