[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

アミロイド認識で活性を示す光触媒の開発:アルツハイマー病の新しい治療法へ

[スポンサーリンク]

第54回目のスポットライトリサーチは、東京大学大学院薬学系研究科金井研究室で研究をされていた谷口敦彦講師(現東京薬科大学薬学部薬品化学教室(林良雄研究室) )にお願いしました。アルツハイマー病は認知症の最も一般的な病態であり、治療法の開発が活発に行われています。今回の研究では、光触媒反応を利用することによって、アルツハイマー病に関与するとされる物質(アミロイドβ)の凝集を選択的に妨げることに成功しました。

よく見てみると、論文投稿から受理までおよそ1年半かかった大作です!今回の成果はプレスリリースNature Chemistryに報告されています。

“Switchable photooxygenation catalysts that sense higher-order amyloid structures”

A. Taniguchi, Y. Shimizu, K. Oisaki, Y. Sohma, M. Kanai, Nature Chem. 2016Advance Online Publication. DOI:10.1038/nchem.2550

また、金井求先生から谷口先生について次のようにコメントをいただいています。

「谷口さんは僕にとっては魔法使いみたいな研究者で、彼にお願いしておくといろいろな方向性から工夫をして、最終的にはなるほど!という結果を出してきてくれる人です。コミュニケーション能力や学生指導力にも大変優れており、今回のNature Chemistryの内容も、計算科学の部分や光化学の部分を含め、いろいろな分野の研究者とのコミュニケーションを通じて、基本的にはすべて独力で問題を解決してきました。7月から東京薬科大の林先生の研究室に移られましたが、今後とも研究者として大成功をおさめられ、世界のサイエンスを牽引する人材となられることを願っています。」

Q1. 今回のプレス対象となったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

アルツハイマー病に関連するとされるアミロイドβ(Aβ)は、特殊なアミロイド高次構造を形成して凝集し、毒性を示します。我々は、光触媒を用いてAβを酸素化(酸素原子を化学的に導入)することによって、その凝集性や細胞毒性を低減できることを報告しています(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1382.)。その際、Aβ選択的酸素化を目指して、Aβ親和性部位を付加した触媒を合成しましたが、十分な結果が得られませんでした。今回開発した触媒は、アミロイド構造に結合した時にのみ光酸素化活性がオンになり、結合していない時はオフとなるので、より高い選択性でAβを酸素化することが可能になりました

谷口敦彦fig1

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

アミロイド構造を認識する蛍光プローブであるチオフラビンTのオン/オフ機能を、光酸素化触媒にうまく利用できたところです。チオフラビンTは、2つの平面部位が単結合で連結した化学構造を持っています。アミロイド構造に結合していない時は光励起されても単結合を軸とした回転を起こして速やかに緩和し、蛍光を発しません(オフ)。一方、アミロイド構造に結合した時は、その回転が抑制され、その結果蛍光を出して緩和します(オン)。そこで、この蛍光のエネルギーを酸素化反応に利用できるようにチオフラビンTの構造を改変しました。その結果、アミロイド構造を認識して光酸素化活性がオンとなる触媒を創製することができました。

谷口敦彦fig2

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

触媒の単結合における回転に基づく、光酸素化活性のオン/オフを証明するところです。オンについては、溶媒粘度を高くしてその回転を抑制すると、酸素化効率が向上することを実験で示しました。オフについては、酸素化効率のような評価指標となる変化が見られないので実験データで示すことは難しく、慣れない計算科学を駆使して、励起された触媒が単結合における回転を起こして速やかに緩和することを示しました。

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

化合物の物性は突き詰めればその化学構造に由来しており、また生命現象は突き詰めれば化学反応の集まりだと思っています。よって、化学の力を使って様々な機能分子を創製したり、新しい生命現象を起こしたりしたいと思っています。最終的には、化学をベースにして新しい薬の開発や新しい治療戦略の提案につなげられればと思っています。

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

今回の研究は、有機化学、物理化学、細胞生物学など多岐にわたる知識・技術を必要としました。幸運にもERATO金井プロジェクトには様々な分野の先生方が参加されており、その方々との気軽なディスカッションの中で得られた情報やアドバイスによって研究を進めることができました。皆さんも、共同研究者は勿論のこと、色んな方々とコミュニケーションをとって、実験の悩みなどを話してみてはいかがでしょうか?雑談から思わぬヒントが得られるかもしれませんよ。

関連リンク

研究者の略歴

谷口敦彦fig3谷口 敦彦(たにぐち あつひこ)

所属:東京薬科大学・薬学部・薬品化学教室(林良雄研究室) 講師

略歴:2009年3月 博士(薬学)取得、京都薬科大学大学院薬学系研究科(木曽良明教授)。2007年4月 日本学術振興会特別研究員(DC1)、同学。2009年4月 日本学術振興会特別研究員(PD)、同学。2010年4月 医薬品医療機器総合機構、審査専門員。2012年4月 東京大学大学院薬学系研究科、JST-ERATO金井触媒分子生命プロジェクト金井求教授)、特任研究員。2016年7月より現職。

 

Orthogonene

投稿者の記事一覧

有機合成を専門にするシカゴ大学化学科PhD3年生です。
趣味はスポーツ(器械体操・筋トレ・ランニング)と読書です。
ゆくゆくはアメリカで教授になって活躍するため、日々精進中です。

http://donggroup-sites.uchicago.edu/

関連記事

  1. DNAを人工的につくる-生体内での転写・翻訳に成功!
  2. ヤモリの足のはなし ~吸盤ではない~
  3. 鉄錯体による触媒的窒素固定のおはなし-1
  4. 化学と権力の不健全なカンケイ
  5. 製薬業界における複雑な医薬品候補の合成の設計について: Natu…
  6. 2008年ノーベル化学賞『緑色蛍光タンパクの発見と応用』
  7. 【追悼企画】世のためになる有機合成化学ー松井正直教授
  8. 水素社会~アンモニアボラン~

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 可視光酸化還元触媒 Visible Light Photoredox Catalyst
  2. 毎年恒例のマニアックなスケジュール帳:元素手帳2023
  3. ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)ジクロリド : Dichlorobis(acetonitrile)palladium(II)
  4. カラッシュ付加反応 Kharasch Addition
  5. 書物から学ぶ有機化学 2
  6. 旭化成ファーマ、北海道に「コエンザイムQ10」の生産拠点を新設
  7. 1日1本の「ニンジン」でガン予防!?――ニンジンの効能が見直される
  8. 【22卒就活スタートイベント】Chemical Live(ケミカルライブ)10/31(土)・11/1(日) YouTubeライブ配信!
  9. 生物に打ち勝つ人工合成?アルカロイド骨格多様化合成法の開発
  10. ブラッテラキノン /blattellaquinone

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2016年8月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

注目情報

注目情報

最新記事

超原子価ヨウ素反応剤を用いたジアミド類の4-イミダゾリジノン誘導化

第468回のスポットライトリサーチは、岐阜薬科大学  合成薬品製造学研究室(伊藤研究室)に所属されて…

研究室でDIY!ELSD検出器を複数のLCシステムで使えるようにした話

先日のBiotage Selekt + ELSDの記事でちらっと紹介した、ELS…

第37回ケムステVシンポ「抗体修飾法の最前線 〜ADC製造の基盤技術〜」を開催します!

修論・卒論・博士論文で大忙しの2,3月ですが、皆さんいかがお過ごしでしょうか。まとめ作業とデスク…

有機合成化学協会誌2023年1月号:[1,3]-アルコキシ転位・クロロシラン・インシリコ技術・マイトトキシン・MOF

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2023年1月号がオンライン公開されました。す…

飲む痔の薬のはなし1 ブロメラインとビタミンE

Tshozoです。あれ(発端記事・その後の記事)からいろいろありました。一進一退とはいえ、咀…

深紫外光源の効率を高める新たな透明電極材料

第467回のスポットライトリサーチは、東京都立大学大学院 理学研究科 廣瀬研究室の長島 陽(ながしま…

化学メーカー発の半導体技術が受賞

積水化学工業株式会社の高機能プラスチックスカンパニー開発研究所エレクトロニクス材料開発センターが開発…

ラジカル種の反応性を精密に制御する-プベルリンCの世界初全合成

第466回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院薬学系研究科 天然物合成化学教室 (井上研究室)…

Biotage Selekt+ELSD【実機レビュー】

最近では、有機合成研究室には1台以上はあるのではないかという自動フラッシュ精製装置ですが、その中でも…

ケムステV年末ライブ2022開催報告! 〜今年の分子 and 人気記事 Top 10〜

だいぶ遅くなってしまいましたが、年末に開催したケムステV年末ライブの模様を報告いたします。 …

Chem-Station Twitter

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP