[スポンサーリンク]

chemglossary

光薬理学 Photopharmacology

[スポンサーリンク]

薬剤に光スイッチ構造を導入することで、その時空間的効果を光照射によって制御し、副作用や毒性の少ない薬剤開発を目指す学問領域を光薬理学(photopharmacology)とよぶ[1-3]。 (画像引用:Wooley Lab, Szymanski Lab

薬物療法は副作用・毒性および耐性出現などの問題を抱えるが、これは薬物作用の選択性に乏しいこと、薬物活性を時空間制御できないことによって引き起こされている。

薬物構造を光照射で変形させ、その活性をON/OFFさせることが出来れば、時空間制御のもとに異なる生物活性をもたらすことができる。これにより高精度の治療、全身毒性の低下、薬物抵抗性の減弱などが期待できる。 また、低分子化合物を使うため、オプトジェネティクス研究を進める生命化学ツール[4]としても有望である。

論文[2]より引用

光薬理学は未だ基礎研究のステージにある。

近い将来顕在化するだろう発展を阻むボトルネックは、生体環境使用に適した光スイッチ骨格の多様性欠如にある。具体的には下記のような分子構造の開発が、基礎研究の立場からも求められている。

  • 三次元的な広がり(sp3豊富もしくは湾曲sp2構造)を有する光スイッチ骨格
  • 長波長(可視光~近赤外光)で駆動する光スイッチ骨格[5]

現在、光応答性薬物に組み込まれる分子構造は、アゾベンゼンやジアリールエテンなど、合成的に誘導体合成技術がよく確立されているものが用いられる。しかしながらこういった分子は概ね平面性が高く、溶解度や標的相補性に難がある。また駆動に短波長光(UV~可視光)が必要だったり、可逆性やbistable状態の安定性にもしばしば問題を抱える。

近年では中分子創薬の観点から環状ペプチド医薬・核酸医薬が注目を集めているが、これにアゾベンゼンを組み込む形で光応答性薬物へと導いた研究例も報告されつつある[6,7]。

関連文献

  1. “Photopharmacology: Beyond Proof of Principle” Velema, W. A.; Szymanski, W.; Feringa, B. L. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2178. DOI: 10.1021/ja413063e
  2. “Emerging Targets in Photopharmacology” Lerch, M. M.; Hansen, M. J.; van Dam, C. M.; Szymanski, W.; Feringa, B. L. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 10978. DOI:10.1002/anie.201601931
  3. “A Roadmap to Success in Photopharmacology” Broichhagen, J.; Frank, J. A.; Trauner, D.  Acc. Chem. Res. 2015, 48, 1947. DOI: 10.1021/acs.accounts.5b00129
  4. “Optochemical Genetics” Fehrentz, T.; Schonberger, M.; Trauner, D. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 12156. DOI: 10.1002/anie.201103236
  5. “Visible-Light-Activated Molecular Switches” Bléger, D.; Hecht, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 11338. DOI: 10.1002/anie.201500628
  6. “Recent developments in reversible photoregulation of oligonucleotide structure and function” Lubbe, A. L.;  Szymanski, W.; Feringa, B. L. Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 1052. doi:10.1039/C6CS00461J
  7. (a)  “Discovery of light-responsive ligands through screening of light-responsive genetically-encoded library“ Jafari, M. R.; Deng, L.; Ng, S.; Matochko, W.; Tjhung, K.; Zeberof, A.; Elias, A.; Klassen, J. S.; Derda, R. ACS Chem. Biol. 2014, 9, 443. DOI: 10.1021/cb4006722 (b) ”Allene Functionalized Azobenzene Linker Enables Rapid and Light-Responsive Peptide Macrocyclization” Jafari, M. R.; Lakusta, J.;  Lundgren, R. J.; Derda, R. Bioconjugate Chem. 2016, 27, 509. DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.6b00026

ケムステ内関連記事

関連リンク

cosine

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。
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. 深共晶溶媒 Deep Eutectic Solvent
  2. 陽電子放射断層撮影 Positron Emmision Tomo…
  3. A値(A value)
  4. エレクトロクロミズム Electrochromism
  5. トランス効果 Trans Effect
  6. メカニカルスターラー
  7. ケージド化合物 caged compound
  8. 機能指向型合成 Function-Oriented Synthe…

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 微小な前立腺がんを迅速・高感度に蛍光検出する
  2. English for Presentations at International Conferences
  3. 分子モーター / Molecular Motor
  4. アーサー・C・コープ賞・受賞者一覧
  5. Shvo触媒 : Shvo’s Catalyst
  6. 留学せずに英語をマスターできるかやってみた(1年目)
  7. elements~メンデレーエフの奇妙な棚~
  8. ノバルティス、後発薬品世界最大手に・米独社を買収
  9. 吉野 彰 Akira Yoshino
  10. 第一手はこれだ!:古典的反応から最新反応まで|第6回「有機合成実験テクニック」(リケラボコラボレーション)

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

国際化学オリンピック、日本の高校生4名「銀」獲得

文部科学省は2020年7月31日、オンラインで開催された「第52回国際化学オリンピック」に参加した高…

有機合成化学協会誌2020年8月号:E2212製法・ヘリセン・炭素架橋オリゴフェニレンビニレン・ジケトホスファニル・水素結合性分子集合体

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2020年8月号がオンライン公開されました。今回は担当…

第八回ケムステVシンポジウム「有機無機ハイブリッド」を開催します!

夏真っ盛りですね。某ウイルスのもろもろに目を奪われがちですが、この季節は熱中症にも気をつけましょう。…

巧みに設計されたホウ素化合物と可視光からアルキルラジカルを発生させる

第268回のスポットライトリサーチは、金沢大学医薬保健研究域薬学系(大宮研究室)の佐藤 由季也(さと…

第111回―「予防・診断に有効なナノバイオセンサーと太陽電池の開発」Ted Sargent教授

第111回の海外化学者インタビューは、Ted Sargent教授です。トロント大学電気・計算機工学科…

アレノフィルを用いるアレーンオキシドとオキセピンの合成

脱芳香族化を伴う直接的な酸化により芳香族化合物からアレーンオキシドとオキセピンを合成する手法が開発さ…

ケムステニュース 化学企業のグローバル・トップ50が発表【2020年版】

It's no secret that the COVID-19 pandemic ha…

スポットライトリサーチムービー:動画であなたの研究を紹介します

5年前、ケムステ15周年の際に新たな試みとしてはじめたコンテンツ「スポットライトリサーチ」。…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP