2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K05845
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
桑原 俊介 東邦大学, 理学部, 准教授 (40359550)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 分子モーター / 分子マシン / トランス-シス熱異性化反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在のがん治療は放射線療法，化学療法が主流であるが，これらの治療法は副作用を伴う。副作用を最小限にするためにがん細胞だけを殺すための分子標的薬が開発されているが，その数は未だ少ない。本研究では，分子モーターを用いてがん細胞の細胞膜を破壊する新しいタイプのがん治療法の開発を目指す。分子モーターを細胞膜に結合させた後，可視光を照射する。分子モーターの機械的な一方向の回転運動により，通常細胞と比べ有意に柔らかいがん細胞の細胞膜のみを選択的に変化，破壊する手法の開発を計画した。
平成29年度の研究では，がん細胞膜の破壊を目指した新規分子モーターの中心骨格の合成を行った。1-メトキシナフタレンから出発し，4段階の反応で環状ケトンを合成した。環状ケトンのMcMurry反応を行った結果，分子モーターの中心骨格である二量体が得られた。この二量体の構造は，X線結晶構造解析により立体障害の少ないトランス体ではなく，シス体であることがわかった。種々の類縁体を用いてトランス-シス熱異性化反応を追跡した結果，トランス体はシス体へ一方的に熱異性化することがわかり，その動力学についても明らかにした。また，DFT計算によりシス体はトランス体よりも11.4 kJ/mol程度安定であることがわかった。
平成30年度は，合成したシス体にRu(bipy)発色団を連結し，可視光照射によるモーター部位の一方向の回転挙動を調べる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の研究では，がん細胞膜の破壊を目指した新規分子モーターの中心骨格の合成を行った。市販品である1-メトキシナフタレンから出発し，4段階の反応で環状ケトンを合成した。環状ケトンのMcMurry反応を検討した結果，保護基としてアセチル基を用いた場合のみ反応が容易に進行し，分子モーターの中心骨格である二量体が得られた。この二量体の構造は，X線結晶構造解析により立体障害の少ないトランス体ではなく，シス体であることがわかった。この原因として高温でのMcMurry反応中にトランス-シス熱異性化が起こっているのではないかと考え，種々のトランス体の熱異性化反応をNMR，CD，UVスペクトルで追跡した。その結果トランス体は一方的にシス体へ熱異性化することがわかった。さらにその動力学を明らかにした。また，DFT計算によりシス体はトランス体よりも11.4 kJ/mol程度安定であることがわかった。
以上，平成29年度の研究では，計画していた新規分子モーターの中心骨格の合成に成功したことから，研究は順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は，シス体にRu(bipy)発色団を連結することにより新規分子モーターを合成する。分子モーターに可視光を照射し，モーター部位の一方向の回転挙動を調べる予定である。一方向の回転に問題が生じた場合は，分子モーターの中心骨格の立体障害を軽減した類縁体に変更する。可視光照射によるRu(bipy)発色団から分子モーターへのエネルギー移動が不十分な場合は，発色団部位の修飾を行う予定である。
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