[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

生体内での細胞選択的治療を可能とする糖鎖付加人工金属酵素

[スポンサーリンク]

第217回のスポットライトリサーチは、理化学研究所・Kenward Vong 博士にお願いしました。

Vongさんの所属する田中克典研究室では、生体内で化合物を人工合成し治療に繋げるという壮大な目標を見据えた「生体内合成化学治療」研究が繰り広げられています。以前のスポットライトリサーチでもその一端を紹介させて頂いています(参考:糖鎖クラスター修飾で分子の生体内挙動を制御する)。

今回の成果は、独自開発した糖鎖修飾型メタロエンザイムを用いることで、細胞環境で抗ガン剤を合成してがん細胞を殺傷できることを示したものです。筆者も何度か学会で拝聴させて頂きましたが、非常に巧みな設計が随所に見られ、系の美しさに感動を覚えました。成果はNature Catalysis誌原著論文およびプレスリリースとして公開されています。原著論文では3人のco-first authorsが示されていますが、今回は代表してVongさんに英語インタビューをお願いしました。

“Biocompatibility and therapeutic potential of glycosylated albumin artificial metalloenzymes”
Eda, S.; Nasibullin, I.; Vong, K.; Kudo, N.; Yoshida, M.; Kurbangalieva, M.; Tanaka, K.  Nat. Catal. 2019, doi:10.1038/s41929-019-0317-4

Q1. 今回プレスリリースとなったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

Reactions catalyzed by transition metals, like ruthenium, can be highly chemoselective. As such, it would be highly beneficial to use them inside of biological systems. Unfortunately, metal quenching by biometabolites (ex/ glutathione) presents itself as a huge obstacle. To protect a ruthenium catalyst while also allowing access to desired starting materials, this work has taken advantage of the hydrophobic binding pocket of human serum albumin (HSA). Due to the physiologically charged nature of the HSA surface near the binding pocket, glutathione is prevented from interacting with the metal.


Using this system, we than devised the construction of glycosylated artificial metalloenzymes (GArM). In this manner, these ruthenium-bound protein complexes can be selectively shuttled to the surface of targeted cancer cells, where they can catalyze the conversion of a prodrug into an active drug (see top figure).

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。

The ability of HSA to protect a bound metal catalyst from glutathione was largely an unexpected result. As such, most of the experimental design went to devising experiments to prove this, as well as to test its limitations and substrate scope. We then went about to research and design anticancer prodrugs that not only could be converted to an active drug via ring-closing metathesis, but that could also bind to the albumin binding pocket with high specificity.

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?

Since we are dealing with a protein binding pocket, one of the greatest challenges we faced and overcame was to design and identify substrates that could be used with our albumin artificial metalloenzymes. Although we are still far away from mimicking the catalytic activity of natural enzymes, we have made significant progress into understanding the types of substrates that can and cannot be used.

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

To increase therapeutic applicability, our future goals will be to test our system with different metals (ex/ Au, Pd, etc), increase the strength of metal binding, and to design prodrugs with stronger and more selective reactivity.

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

Thank you for reading! And please excuse me for writing this blog post in English.

研究者の略歴

[名前] Kenward Vong
[所属] 理化学研究所 基礎科学特別研究員
[研究テーマ] Biocatalysis
2007.04 Queen’s University, Department of Biochemistry, B.Sc. (Hons)
2013.11 McGill University, Department of Chemistry, Ph.D (Karine Auclair lab)
2013.12–現在 理化学研究所田中生体機能合成化学研究室 基礎科学特別研究員

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 金属ナトリウム分散体(SD Super Fine ™…
  2. コンパクトで革新的な超純水製造システム「アリウム」
  3. 環状ペプチドの効率的な化学-酵素ハイブリッド合成法の開発
  4. アステラス病態代謝研究会 2019年度助成募集
  5. 細胞をすりつぶすと失われるもの
  6. 鉄系超伝導体の臨界温度が4倍に上昇
  7. 有機フォトレドックス触媒による酸化還元電位を巧みに制御した[2+…
  8. Merck Compound Challengeに挑戦!【エント…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 4-メルカプト安息香酸:4-Mercaptobenzoic Acid
  2. サイエンスアゴラの魅力-食用昆虫科学研究会・「蟲ソムリエ」中の人に聞く
  3. ケミカルバイオロジーがもたらす創薬イノベーション ~ グローバルヘルスに貢献する天然物化学の新潮流 ~
  4. クリスマス化学史 元素記号Hの発見
  5. とある化学者の海外研究生活:イギリス編
  6. 私がケムステスタッフになったワケ(2)
  7. 化学者のためのエレクトロニクス入門② ~電子回路の製造工程編~
  8. ケムステSlack、開設二周年!
  9. 学会会場でiPadを活用する①~手書きの講演ノートを取ろう!~
  10. ボルテゾミブ (bortezomib)

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2019年9月
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
30  

注目情報

最新記事

カルベン転移反応 ~フラスコ内での反応を生体内へ~

有機化学を履修したことのある方は、ほとんど全員と言っても過言でもないほどカルベンについて教科書で習っ…

ナノ学会 第22回大会 付設展示会ケムステキャンペーン

ナノ学会の第22回大会が東北大学青葉山新キャンパスにて開催されます。協賛団体であるACS(ア…

【酵素模倣】酸素ガスを用いた MOF 内での高スピン鉄(IV)オキソの発生

Long らは酸素分子を酸化剤に用いて酵素を模倣した反応活性種を金属-有機構造体中に発生させ、C-H…

【書評】奇跡の薬 16 の物語 ペニシリンからリアップ、バイアグラ、新型コロナワクチンまで

ペニシリンはたまたま混入したアオカビから発見された──だけではない.薬の…

MEDCHEM NEWS 33-2 号「2022年度医薬化学部会賞」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、新たにオープン…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける分子生成の基礎と応用

開催日:2024/05/22 申込みはこちら■開催概要「分子生成」という技術は様々な問題…

AlphaFold3の登場!!再びブレイクスルーとなりうるのか~実際にβ版を使用してみた~

2021年にタンパク質の立体構造予測ツールであるAlphaFold2 (AF2) が登場し、様々な分…

【5月開催】 【第二期 マツモトファインケミカル技術セミナー開催】 有機金属化合物 オルガチックスによる「密着性向上効果の発現(プライマー)」

■セミナー概要当社ではチタン、ジルコニウム、アルミニウム、ケイ素等の有機金属化合物を“オルガチッ…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける回帰手法の基礎

開催日:2024/05/15 申込みはこちら■開催概要マテリアルズ・インフォマティクスを…

分子は基板表面で「寝返り」をうつ!「一時停止」蒸着法で自発分極の制御自在

第613回のスポットライトリサーチは、千葉大学 石井久夫研究室の大原 正裕(おおはら まさひろ)さん…

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