Photoinduced bond cleavage and formation of indolizine derivatives and its application to life science research

本研究の目的は、本来は相反するプロセスである共有結合形成と切断を望みのタイミング、場所および進行度で同時に起こす新たな化学反応を開発することである。そして、本反応を利用した生命科学研究や創薬に役立つ生体材料やプローブ分子の開発を行う。我々はこれまで、短時間の光照射によりカルボン酸やアルコール、アミン化合物を放出・連結する、3-アシルインドリジンの光反応を研究してきた。今年度は、3-アシルインドリジンのアミンとの光反応に焦点を当てて研究を行なった。光増感剤とアミンの存在下、カルボキシ基を持つ医薬品化合物を連結した3-アシルインドリジンに対して赤色光を照射することで、共有結合の切断による医薬品化合物の放出と、3-アシルインドリジンとアミンとの間での共有結合形成が同時に行えることを示した。本系は将来的には薬物が放出された箇所を標識し、可視化する技術などに利用することが期待できる。本研究成果を査読付国際論文誌に投稿し、採択された（Communications Chemistry 2022, 5:91）。3-アシルインドリジンの生命科学研究への応用を進める上で新たな課題が生じた。生体内や細胞内で光反応を実施することを想定した場合、3-アシルインドリジンと光増感剤の2つの成分が希釈され、反応効率が低下してしまう。さらに、特定の標的部位で光反応を行いたい場合、標的分子と結合するターゲティングリガンドを3-アシルインドリジンに連結する必要がある。すなわち、生理条件で機能する光反応系を実現するには、3-アシルインドリジン、光増感剤およびターゲティングリガンドを、光反応性や親水性を損なうことなく適切な配置で集結する新たな新たな方法論の開発が必要となった。本課題を解決するために、3-アシルインドリジンの光反応を促進する新たな担体の開発を行なった。

本研究の目的は、本来は相反するプロセスである共有結合形成と切断を望みのタイミング、場所および進行度で同時に起こす新たな化学反応を開発することである。そして、本反応を利用した生命科学研究や創薬に役立つ生体材料やプローブ分子の開発を行う。我々はこれまで、短時間の光照射によりカルボン酸やアルコール、アミン化合物を放出・連結する、3-アシルインドリジンの光反応を研究してきた。今年度は、3-アシルインドリジンのアミンとの光反応に焦点を当てて研究を行なった。光増感剤とアミンの存在下、カルボキシ基を持つ医薬品化合物を連結した3-アシルインドリジンに対して赤色光を照射することで、共有結合の切断による医薬品化合物の放出と、3-アシルインドリジンとアミンとの間での共有結合形成が同時に行えることを示した。本系は将来的には薬物が放出された箇所を標識し、可視化する技術などに利用することが期待できる。本研究成果を査読付国際論文誌に投稿し、採択された（Communications Chemistry 2022, 5:91）。3-アシルインドリジンの生命科学研究への応用を進める上で新たな課題が生じた。生体内や細胞内で光反応を実施することを想定した場合、3-アシルインドリジンと光増感剤の2つの成分が希釈され、反応効率が低下してしまう。さらに、特定の標的部位で光反応を行いたい場合、標的分子と結合するターゲティングリガンドを3-アシルインドリジンに連結する必要がある。すなわち、生理条件で機能する光反応系を実現するには、3-アシルインドリジン、光増感剤およびターゲティングリガンドを、光反応性や親水性を損なうことなく適切な配置で集結する新たな新たな方法論の開発が必要となった。本課題を解決するために、3-アシルインドリジンの光反応を促進する新たな担体の開発を行なった。