分子生命科学専攻 : 生命有機情報科学講座

生命構造化学 分野

 生物の生産する二次代謝産物(天然物)は,歴史的に医薬品開発のリード化合物として重要な役割を果たしてきました。近年では,海洋生物から新たな作用メカニズムで強力な生物活性を示す天然物(海洋天然物)が次々と見出されており,新たな医薬品開発やケミカルバイオロジー研究の鍵化合物として大きな期待が寄せられています。しかし,その多くは自然界から極微量しか得られないため,詳細な化合物評価や作用機序解析において,化学合成(全合成)による物質供給の果たす役割は非常に重要です。また,分析技術が目覚ましく発展した現在においても,複雑な天然物の立体構造の確認・決定において天然物合成の重要性は益々大きくなりつつあります。当分野では,重要な生物活性を示す複雑な海洋天然物の高効率的な全合成を基盤として,人工類縁体や構造単純化類縁体の合成と詳細な作用解析を通じて,創薬科学・生命科学研究への貢献を目指しています。

特色・実績

 これまでに,鈴木−宮浦カップリング反応を基盤とする収束的なポリ環状エーテル骨格構築法を独自に開発し,本反応を基盤としてガンビエロール,ギムノシン-A,ブレベナール,ガンビエル酸Aなどの巨大ポリ環状エーテル天然物および類縁体の効率的全合成や立体構造決定を世界に先駆けて達成しています。特に,ガンビエロールの全合成の結果,本化合物が電位依存性カリウムイオンチャネル(Kvチャネル)の特異的な阻害剤であることを初めて明らかにしました。これは、海洋ポリ環状エーテル天然物の標的タンパク質を同定した数少ない研究例の一つです。さらに,系統的な構造活性相関研究の知見を基にして,天然物と同等のKvチャネル阻害活性を示す構造単純化類縁体の創製に成功しています。その他,メタセシス反応を活用した抗腫瘍性マクロリド天然物ネオペルトリドの短段階全合成と構造活性相関による活性発現に必要な構造因子の特定,反応集積化を活用した抗腫瘍性マクロリド・イグジグオリドの効率的全合成と作用機序解析,鈴木−宮浦カップリング反応を利用した海洋毒ポリカバノシドAの全合成,新規ジヒドロピラン合成法を基盤としたHIV-1プロテアーゼ阻害剤ディデムナケタールBの全合成と完全立体構造決定,カイニン酸型グルタミン酸受容体の選択的アゴニスト・ダイシハーベインと人工類縁体の効率的合成と受容体との複合体結晶構造解析(多元研・齋藤研究室との共同研究)などを達成しています。

教員紹介

1-4arimoto
  • 選択的オートファジーの制御機構
  • バンコマイシン耐性菌に有効な新規薬剤の創製
  • 生物活性天然物の全合成
  • 酸化還元の新規合成方法論
1-1sasaki
  • 複雑な構造を有し顕著な生物活性を示す海洋天然物の全合成と機能解析
  • 天然物を凌駕する人工機能性分子の開発と生命機能解明への応用
  • 有機合成を基盤とした複雑天然物の立体構造解析など
1-2huwa
准教授 不破 春彦
  • 天然物及び天然物の構造を基盤とした生体機能分子の設計・合成,作用解析研究

院生の受賞一覧

石貝和也 「平成24年度青葉理学振興会賞」

水沼 佳奈 「平成24年度生命科学研究科長賞」

関根 久美子 「平成24年度生命科学会長賞」

石貝 和也 「日本化学会第92春季年会学生講演賞」

石貝 和也 「第102回有機合成シンポジウム優秀ポスター賞」

能登 健吉 「平成23年度生命科学研究科長賞」

能登 健吉 「平成23年度生命科学会長賞」

前年度学位論文題目一覧

修士

  • ネオペルトリドの構造活性相関研究と蛍光標識基を導入した分子プローブの合成
  • ガンビエロール構造単純化類縁体を基盤とした分子プローブの設計と合成
  • 30-デメチルガンビエル酸Aの合成研究
  • オカダ酸の合成研究およびディデムナケタールBの全合成と完全立体構造決定

博士

  • ゴニオドミンAの合成研究

生命構造化学分野院生による研究室紹介

名前

川島 悠岐 

学年

M1 

出身大学・学部

東北大学 農学部

研究テーマ

アンフィジノリドNの全合成研究

自分が見る研究室の特色

 有機化学の基礎から実践的な合成技術までを学ぶことができる研究室です。造った化合物の生物活性試験も本格的に行っており、知識の幅を広げることもできます。研究で苦労することも多い反面、その達成感は一入です。



Twitter @TohokuU_Lifesci