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総合薬学研究センター（中央機器研究施設）

研究テーマ

新規分析法の開発、天然物や有機合成化合物の構造解析および標的分子との相互作用解析

中央機器研究施設には、生体高分子の構造・機能解析や生体微量分子の分離・定量分析など、創薬研究に不可欠な最先端研究機器が整備されています。我々は、核磁気共鳴装置や高分解能質量分析装置等を駆使し、新規分析法の開発に取り組むとともに、天然物や有機合成化合物の構造解析、標的分子との相互作用解析を行っています。
 

キーワード

NMR、MS、構造解析、不安定分子、アルツハイマー型認知症、タウタンパク質
 

配属学生

大学院生  
学部学生 6年次生：5名、5年次生：5名、4年次生：4名

所属教員

研究内容

（1）タウタンパク質の自己重合機構の解明

アルツハイマー型認知症(AD)は、アミロイドβやタウタンパク質の構造異常（異常自己重合）により引き起こされる疾患です。これら異常重合機構の解明は、AD発症機構の解明や治療薬の開発において重要な知見となります。
タウタンパク質は、微小管の形成と安定化に寄与していますが、リン酸化を受けると、異常自己重合しPHFと呼ばれる不溶性線維を形成します。我々は、PHF形成に大きく関与している、相同性が高いアミノ酸配列が繰り返された微小管結合ドメイン(MBD)に着目し、各繰り返し配列(R1-R4)の構造と自己重合能との関係について、NMR、CD、ThS蛍光強度測定や電子顕微鏡などを駆使して解析しています。現在までに、R3のN末端VQIVYK配列に存在するIle残基とTyr残基間に弱い相互作用(CH-π相互作用)が働いていることを明らかにし、この相互作用が自己重合のトリガーになると考えています。


PHF formation of tau protein.
　　　　

Schematic of human tau protein.
 
 

NOESY spectrum of R3.
　　　　

CH-π interaction between Ile308 and Tyr310 residues.
 

参考文献

  1. Biopolymers, 102, 288-295 (2014)
  2. FEBS Lett., 584, 4233-4236 (2010)
  3. FEBS J., 275, 1529-1539 (2008)

（2）不安定分子のマススペクトル測定法の開発

不安定な分子は、一般にマススペクトル測定が困難です。例えば、核酸合成におけるビルディングブロックとして重要であるホスホロアミダイト化合物（PAs）は、これまでマススペクトルを測定することが困難な場合が多く見られました。そこで、これらPAsのマススペクトルを得るために種々のイオン化法及びマトリックスを検討しました。
その結果、LSI（liquid secondary ionization : 液体二次イオン）MS（mass spectrometry :質量分析）及びFAB（fast atom bombardment : 高速原子衝撃）MSにおけるマトリックス（支持母体）をトリエタノールアミン（TEOA）–NaClとすることで顕著なナトリウムイオン付加分子ピークが確実に得られる手法を開発しました。このマトリックスシステムを用いることで、精密質量を得ることが可能になり、PAsの組成式を決定できます。また、PAとNaClのモル比と金属イオンを最適化することにより、金属イオン付加分子ピークが最高の強度を与えることを明らかにしました。

 


本測定法により、脱窒素しやすいテトラゾール、トリアゾールのような含窒素複素環化合物、反応性に富むエンーイン化合物、ジスルフィド化合物に対しても適用可能であることが判明しており、広範囲の化合物に応用できます。

参考文献

  1. Tetrahedron, 61, 4689-4699 (2005)
  2. Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry, 10.11.1-10.11.16 (2006)
  3. 大阪薬科大学紀要, 1, 107-112(2007)
  4. 大阪薬科大学紀要, 5, 49-57(2011)

代表的論文

2023年

  1. Kazunori Kadota, Tero Kämäräinen, Fumie Sakuma, Keisuke Ueda, Kenjirou Higashi, Kunikazu Moribe, Hiromasa Uchiyama, Katsuhiko Minoura, Yuichi Tozuka: Unveiling the flavone-solubilizing effects of α-glucosyl rutin and hesperidin: probing structural differences through NMR and SAXS analyses., Food & function, 14: 10493-10505, 2023.
  2. Mihoyo Fujitake and Shinya Harusawa : Accurate Molecular Weight Measurements of Cystine Derivatives on FAB-MS., 大阪医科薬科大学薬学部雑誌、Vol.2:105-116、2023.
  3. Akiko Asano, Katsuhiko Minoura, Takeshi Yamada, Mitsunobu Doi:Experimental evidence for CH⋯π interaction-mediated stabilization of the square form in phenylglycine-incorporated ascidiacyclamide.,/*RSC Adv*/.,  13: 2458-2466, 2023.

2022年

  1. Mahendra P. Kapoor, Masamitsu Moriwaki, Katsuhiko Minoura, Derek Timm, Aya Abe, Kento Kito: Structural Investigation of Hesperetin-7-O-Glucoside Inclusion Complex with β-Cyclodextrin: A Spectroscopic Assessment., Molecules, 27(17):5395-, 2022.

2021年

  1. S. Nogami, K. Minoura, N. Kiminami, Y. Kitaura, H. Uchiyama, K. Kadota, Y. Tozuka : Effect of the addition of cyclodextrin to spray-dried particles of curcumin/polyvinylpyrrolidone on the supersaturated state of curcumin., Adv. Powder. Technol., 32, 1750-1756, 2021.
  2. T. Tsuchida, K. Susa, T. Kibiki, T. Tsuchiya, K. Miyamoto, Y. In, K. Minoura, T. Taniguchi, T. Ishida, K. Tomoo : Structural study of the recognition mechanism of tau antibody Tau2r3 with the key sequence (VQIINK) in tau aggregation., Biochemical and Biophysical Research Communications 585:36-41,2021.
  3. A. Asano, M. Nkagawa, C. Miyajima, M. Yasui, K. Minoura, T. Yamada, M. Doi : Effect of the powerful plasticity of the tert-butyl side chain on the conformational equilibrium of ascidiacyclamide. J. Pep. Sci., e3363, 2021.

2020年

  1. T. Tsuchida, K. Susa, T. Kibiki, T. Tsuchiya, K. Miyamoto, Y. In, K. Minoura, T. Taniguchi, T. Ishida, K.Tomoo : Crystal structure of the human tau PHF core domain VQIINK complexed with the Fab domain of monoclonal antibody Tau2r3., FEBS Letters, 594(13), 2140-2149, 2020
  2. A. Asano, K. Minoura, Y. Kojima, T. Yoshii, R. Ito, T. Yamada, T. Kato, M. Doi : NMR-based quantitative studies of the conformational equilibrium between their square and folded forms of ascidiacyclamide and its analogues., RSC Advances: 10: 33317 (2020).
  3. H. China, H. Yatabe, N. Kageyama, M. Fujitake, K. Kikushima, and T. Dohi : New syntheses of haloketo acid methyl esters and their transformation to halolactones by reductive cyclization., Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 69(9), 1804-1810 (2020).
  4. M. Muroya, M. Fujitake, K. Yaguchi, H. Yamada, and H. Koshimizu : The Use of FAB-MS to Study Characters of Silicic Acids and Silicates in Sodium Silicate Solution, Memoirs of Osaka Electro-Communication University. Natural science, 55: 51-88, 2020

2019年

  1. Komeda S, In Y, Tomoo K, Minoura K, Sato T, Reedijke J, Ishida T, and Chikuma M: Associative intraligand substitution of anticancer azolato-bridged compounds without a square-pyramidal intermediate: Formation of a unique tetranuclear, μ3-1,2,3-triazolato-N1,N2,N3-bridged Pt(II) compound., Inorganica Chimica Acta, 495: 118999, 2019
  2. Friedman M, Kozukue N, Mizuno M, Sakakibara H, Choi SH, Fujitake M, and Land KM: The analysis of the content of biologically active phenolic compounds, flavonoids, and glycoalkaloids in harvested red, yellow, and green tomatoes, tomato leaves, and tomato stems, Current Topics in Phytochemistry,　15: 43-53, 2019

2018年

  1. Sasayama A, Akita K, Oya H, Kikuchi T, In Y, Fujitake M, Yamada T, and Tanaka R: Guianofruits A and B from the Fruit Oil of Andiroba (Carapa guianensis, Meliaceae) and Their Effects on LPS-Activated NO Production., ChemistrySelect, 3: 6056-6060, 2018

2017年

  1. Dohi T, Sasa H, Miyazaki K, Fujitake M, Takenaga N, and Kita Y: Chiral Atropisomeric 8,8′-Diiodobinaphthalene for Asymmetric Dearomatizing Spirolactonizations in Hypervalent Iodine Oxidations, J. Org. Chem., 82: 11954-11960, 2017
  2. Martucci H, Campit S.E, Gee S.R, Bray W.M, Gokey T, Cada A.K, Yen T-Y, Minoura K, Guliaev A.B, Lokey R.S, and Amagata T: Naphthablins B and C, Meroterpenoids Identified from the Marine Sediment-Derived Streptomyces sp. CP26-58 Using HeLa Cell-Based Cytological Profiling., J. Nat. Prod., 80: 684-691, 2017
  3. Asano A, Numata S, Yamada T, Minoura K, and Doi M: Conformational properties of ascydiacyclamide analogs with cyclic a-amino acids instead of oxazoline residues., Bio. Med. Chem., 25(24): 6554-6562, 2017

2016年

  1. Asano A, Minoura K, Yamada T, Doi M: Conformational transformation of ascidiacyclamide analogs induced by incorporating enantiomers of phenylalanine, 1-naphthylalanine or 2- naphthylalanine., J. Pept. Sci., 23: 156-165, 2016
  2. 柏木翔和, 柗下ももか, 宮地加奈子, 浅野麻実子, 藤嶽美穂代, 山口敬子, 松村人志, 藤田芳一：バニリルフルオロンとコバルト（II）を用いるスペルミンの吸光光度定量，分析化学, 65: 671-676, 2016

2015年

  1. Miyake T, Ishimoto S, Ishimatsu N, Higuchi K, Minoura K, Kikuchi T, Yamada T, Muraoka O, Tanaka R: Carapanolides T-X from Carapa guianensis (andiroba) seeds., Molecules, 20: 20955-20966, 2015
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