[スポンサーリンク]

chemglossary

光薬理学 Photopharmacology

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

The following two tabs change content below.
cosine

cosine

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. 並行人工膜透過性試験 parallel artificial m…
  2. 非リボソームペプチド Non-Ribosomal Peptide…
  3. 元素戦略 Element Strategy
  4. 水分解 water-splitting
  5. コールドスプレーイオン化質量分析法 Cold Spray Ion…
  6. エレクトロクロミズム Electrochromism
  7. アゾ化合物シストランス光異性化
  8. 極性表面積 polar surface area

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. サイエンスアゴラの魅力を聞く-「iCeMS」水町先生
  2. サイエンスアゴラ2014総括
  3. “マイクロプラスチック”が海をただよう その1
  4. 印象に残った天然物合成 2
  5. ノンコーディングRNA 〜 RNA分子の全体像を俯瞰する〜
  6. 「ELEMENT GIRLS 元素周期 ~聴いて萌えちゃう化学の基本~」+その他
  7. alreadyの使い方
  8. ペニシリン ぺにしりん penicillin
  9. メルク、主力薬販売停止で15%減益
  10. 第30回 弱い相互作用を活用した高分子材料創製―Marcus Weck教授

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

添加剤でスイッチするアニリンの位置選択的C-Hアルキル化

Ru触媒を用いたアニリン誘導体のパラ位アルキル化が開発された。極めて位置選択性が高く、添加剤により選…

ジェレマイア・ジョンソン Jeremiah A. Johnson

ジェレマイア・A・ジョンソン(Jeremiah A. Johnson、19xx年xx月xx日)は、ア…

電子ノートか紙のノートか

読者の方々の所属する研究室・会社では実験ノートはどのように保管、データ化されていますでしょうか?…

フランシス・アーノルド Frances H. Arnold

フランシス・ハミルトン・アーノルド(Frances Hamilton Arnold、1956年7月2…

アルキルラジカルをトリフルオロメチル化する銅錯体

中国科学院 上海有機化学研究所のChaozhong Liらは、アルキルハライドから系中生成させた炭素…

Baird芳香族性、初のエネルギー論

第126回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院工学系研究科(相田卓三教授) 博士後期課程1年の…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP