Marine natural products that capture biological brriers

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03040
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40040:Aquatic life science-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Sakai Ryuichi 北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (20265721)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 良和 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20374225) ; 及川 雅人 横浜市立大学, 理学部, 教授 (70273571) ; 松永 智子 函館工業高等専門学校, 物質環境工学科, 准教授 (70533412)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 海洋天然物 / タンパク質 / ドラッグデリバリー / 核内移行 / トロンボポエチン受容体 / レクチン / アルカロイド

Outline of Final Research Achievements

We searched for compounds that capture cell barriers such as plasma membranes focusing on the aqueous extracts of marine organisms. As a result, we found, a 110 kD proteinous toxin Soritesidine (SOR); a sponge-derived cell penetrating peptide aculeine-A; sponge derived cell invading lectin RaspL; a guanidine alkaloid KB343 that disrupts cell trafficking. We characterized mechanisms of activity for the above molecules in detail. We also found a sponge derived fucose-binding lectin, thrombocorticin (ThC), that exhibits thrombopoietin-like activity. Detailed mechanism of receptor activation was investigated.

Free Research Field

水産化学、天然物化学、ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、海洋生物の水溶性成分、特にタンパク質成分に極めて興味深い生理活性物質が数多く含まれることを示した。特に、SORは効率的に核内に移行する機能を持つ。この機能の一部を担う構造モチーフを得た成果はドラッグデリバリーへの応用へとつながる。また、トロンボポエチン様の活性を持つレクチンThCの発見はTPO受容体がこれまでにない機構で活性化することを初めて立証したもので、新規の薬物の作用点やガンなどの病態の解明を大きく進展させる学術的重要性の高い成果である。これらのほかにも新規の小分子化合物や細胞侵入タンパク質を見出しており、さらなる知見を得ることで海洋天然物化学の発展に大きく貢献できる。