固相合成を活用したアプラトキシンAのケミカルバイオロジーに関する研究

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本研究では、それまで未解明であった環状デプシペプチド化合物アプラトキシンAの標的タンパク質複合体のネットワーク解析を行った。まず、天然物のもつ生物活性を維持した分子プローブを得るために、ペプチドタグ導入の足掛かりとなる官能基を含有する誘導体を迅速かつ網羅的に合成可能な固相合成法を開発した。脂肪酸部位変換の簡便性とチアゾリン環の不安定性を考慮して大員環形成後にチアゾリンを構築する合成経路、およびチアゾリンを有するフラグメントと固相上のアミンとを縮合し最後に大員環形成する合成経路について検討した。その結果、後者が優っていることを明らかにし、固相合成を活用したアプラトキシンAの合成経路を確立した。続いて、確立した合成法により、空間的に様々な部位が官能基化された各種アプラトキシンA誘導体の合成を達成した。合成した各種誘導体の細胞毒性評価より、天然物のチロシン部位の変換は生物活性にほとんど影響しないことを明かにした。さらに、アジト基とアルキンの1,3-双極子付加環化反応を利用してカルボン酸やアミノ基を多数有するペプチドタグとの化学選択的な連結に成功し、合成した分子プローブを用いてプルダウンアッセイにより、標的タンパク質複合体のネットワーク解析を行った。その結果、ミトコンドリア呼吸鎖電子伝達系に関与する標的タンパク質群を同定することに成功した。さらに、その情報を基に天然物を用いた詳細な生物活性評価を行い、標的としての妥当性を検証し、アプラトキシンAの作用機序を明かにした。本研究は従来、画一的な手法がなかった標的タンパク質未知の天然物や医薬品の作用機構解明における基盤研究となるものであり、合成化学的手法を基盤としたケミカルバイオロジー研究の成果として重要な結果であると考える。