RNA創薬
タンパク質の生体における機能は多種多様であり、代謝などの化学反応を起こさせる触媒である酵素もタンパク質の一つです。遺伝子の本体はDNAで、DNA上の遺伝情報をもとにタンパク質は合成されます。しかし、DNAから直接タンパク質ができる訳ではなくDNA上に書き込まれた遺伝情報が一度RNAと呼ばれるDNAと類似の高分子にコピーされ、その後、RNA上の遺伝情報をもとにタンパク質が合成されます。RNAにコピーされる遺伝情報はDNA上のごく僅かな領域に散在しており、これまで、それ以外の大部分は不要なジャンク(がらくた)と思われていました。しかし、最近の研究から、DNAの大部分がRNAにコピーされており、タンパク質合成に関する遺伝情報を持たないRNAが、遺伝情報を持つRNAに働きかけそれらの機能を調節していることが明らかとなってきています。これはRNA
を用いることにより、間接的にタンパク質の機能を制御できることを意味しており、このことから今日RNAを利用した創薬科学が欧米を中心として展開されています。比較的小さいものであれば全てのRNAを化学的に合成することが可能であることから、この方法はがんやウイルス感染など様々な疾患対する新しい治療法になるものと期待されています。我々の研究室でも、日本発の新しいRNA治療薬の開発を目指し、日夜、研究を進めています。

芳香環の二面角を利用したπ電子充填型人工核酸の創製
核酸は糖-リン酸バックボーンに沿って各塩基がそれぞれ水平にスタックした構造からなります。天然の核酸は、リボースと各塩基がグリコシド結合したヌクレオシドを基本単位としています。我々の研究室では、このリボースをベンゼンで置き換えたベンゼン-リン酸骨格からなる人工核酸の合成をおこなっています。ベンゼン環に直接塩基を結合させることによりビアリール型の構造となり、塩基とベンゼン環の間に二面角が生じます。これにより、ベンゼン-リン酸骨格に沿って塩基をそれぞれ水平に集積することが可能となります。

新規遺伝子診断法の開発
遺伝子上の1000塩基に1塩基の頻度 (0.1%) で現れる一塩基多型 (SNPs) は個人差の原因の一つであり、薬物代謝酵素に対する感受性の個人差の原因の一つでもあります。従って、遺伝子中のSNPsを簡便に判定できれば、個々人の薬剤感受性に応じた薬剤の適切処方が可能となります。SNPsの解析には最終的に、これらを正確、簡便、同時に検出することが求められています。我々の研究室では、糖部開環型三環性ヌクレオシドアナログの特性を利用した新規SNPs検出法の開発をおこなっています。

茶カテキン類の酸化機構に関する研究
茶カテキン類は、緑茶中に含まれる代表的なポリフェノール類です。緑茶で期待される、酸化作用、消臭作用、抗菌・抗ウイルス作用等の機能性はカテキン類が担っています。
茶には日本人に馴染み深い緑茶のほかに、ウーロン茶や紅茶があります。これらは、緑茶が製造工程の最初に加熱することで茶葉に含まれる酸化酵素を失活させて成分の酸化を抑制するのに対し、ウーロン茶や紅茶はわざと成分を酸化させる(発酵という)ことで独特の色や風味を作り出している点が異なります。そしてこの発酵過程で主に酸化されるのがカテキン類です。
テアフラビン類は、紅茶特有の紅色色素です。その構造はカテキン類のB環部が酸化的に縮合した6員環‐7員環からなる特徴的なベンゾトロポロン骨格を持っています。テアフラビン類の合成及びその生成機構は、1960年代前半に報告されていますが、その機構について詳細な化学的証明はなされていませんでした。私達は、テアフラビン生成反応について詳細に研究して、生成中間体の単離や反応機構の化学的な証明を行ってきました。
紅茶中に含まれる色素成分は、テアフラビンとテアルビジンの2種類ですが、私たちがこれまで研究してきたテアフラビンは紅茶中では極わずかです。一方、紅茶色素の主成分はテアルビジンですが、これは複雑なポリマーで分離や検出が困難であるため、あまり明らかになっていません。私達は、カテキン類の酸化反応を研究することで未だ未解明のテアルビジンの謎に迫りたいと日々研究しています。

アントシアニンの分離精製とその化学反応性に関する研究
アントシアニン類は、ポリフェノール類の一種です。赤色から紫色を呈する色素成分で果物や花などに広く分布していて、赤ワインなど食品中にも含まれています。他のポリフェノールでも知られている、強い抗酸化性、抗がん作用、抗炎症作用などに加えて、アントシアニンでは(本当かどうかは分かりませんが)眼疲労回復や眼性疾患にして効果があるといわれています。
アントシアニン類の構造は、フラビリウムカチオンであるアグリコン部と配糖体部から成り、アグリコン部の水酸基やメトキシ基の数や位置の違いにより、また配糖体部の種類により数多くのアントシアニン類が知られています。しかし、多数の混合物であることに加え化学的に不安定であるために、単一成分を充分に得ることは大変です。私達は、カシスアントシアニン類をはじめとするアントシアニン類の大量分離法の研究を行い、独自の分離精製技術を活かすことで純粋なアントシアニン類を結晶としてグラムスケールで分離することに成功しました。
さらに、これまで純粋な化合物が充分に得られなかったことから、あまり研究されてこなかったアントシアニンの化学反応性について研究を行っています。アントシアニンの代表的な機能性は抗酸化作用です。私達は、アントシアニン類のラジカル酸化反応におけるメカニズムについて研究を行っています。

ウコン色素クルクミンの色調の変化に関する研究
ウコンは、熱帯アジア各地で自生または栽培されるショウガ科の多年草です。古くからその根茎がスパイスや生薬、着色剤として利用されています。一般的には、カレーなどの料理に用いられているターメリックとして有名ですが、最近では健康食品としても知られるようになりました。ウコンに含まれる機能性成分は多数知られていますが、その代表は黄色色素のクルクミンです。クルクミンには、ベンゼン環部のメトキシ基の有無により、T〜Vの3種類があり、そのうち主成分はクルクミンTです。その効能としては、利胆作用、抗菌作用、肝保護作用、抗腫瘍作用などの多岐にわたって知られています。また近年クルクミンの働きとして、解毒酵素の活性化、免疫力の調整、抗動脈硬化、肥満の予防、糖尿病性白内障の予防などの研究が進められています。
私達はウコンからのクルクミン類の分離精製を行ってきました。その過程で、クルクミンは結晶化条件によって異なる色や形状の結晶できること、また溶解させる溶媒によって色が異なることを見出しました。この違いは、クルクミンのコンホメーションの違いに由来しているものと推察しています。私達はコンホメーションの違いと色調の関係の解明を目指しています。コンホメーションの違いは、色に限らずクルクミンが生体内で機能性を発現するときにも重要ではないかと期待して日々研究をしています。

天然物の単離・構造決定
植物や、和漢薬、また古来から食用に用いられてきた食品等の中にも、抗菌、抗癌、抗アレルギーなどの機能性を持つ有機化合物が含まれています。私達は、これらの機能性物質の研究を始めるにあたって、まず大量分離法の確立を行っています。単にクロマトグラフィーで分けるだけでなく、その化合物の持つ性質を最大限に活かすことで、効率よく分離する方法を目指しています。
山椒種子中の新規セロトニン誘導体の単離構造決定
山椒は、日本を含む東アジアに自生するミカン科サンショウ属の落葉樹で、8月から9月にかけて小さく赤い実をつけます。その若葉や果皮は独特の香りと辛味を持つことから日本では古くから香辛料として利用されてきました。また熟す前の果実は、その葉や花とともに佃煮を作る香辛料として、種子部分も含めて果実全体が利用されています。中国でも駆虫・健胃・鎮痛作用のある漢方薬として古くから利用されています。
果実の主な辛味成分はサンショオールやサンショアミドであり、香り成分はリモネン、ゲラニオール、シトラールなどであることが知られていますが、種子成分に関しては殆ど報告されていませんでした。私達は、岐阜県飛騨産の山椒未熟種子中の成分について研究し、新規のセロトニン配糖体を含む2種について単離構造決定に成功しました。

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