ADPやATPを含む生体分子の効率合成法の開発に成功

～誰でも簡単に確実に行える合成法を目指して～

2024年7月25日

国立大学法人東海国立大学機構 岐阜大学

ADPやATPを含む生体分子の効率合成法の開発に成功 ～誰でも簡単に確実に行える合成法を目指して～

 

本研究のポイント

・生命が生きていくために必要なADPやATPを含む生体分子（ADP/ATP生体分子）については、さらなる基礎研究や利活用が望まれています。

・既存の化学合成法では課題が多かったが、本研究ではADP/ATP生体分子の効率的で信頼性の高い化学合成法の開発に成功しました。

・本研究の成果により、ADP/ATP生体分子の分子レベル機能解明研究や創薬研究に向けた基盤合成技術になると期待されます。

研究概要

　岐阜大学糖鎖生命コア研究所の田中秀則准教授、萩野瑠衣大学院生、安藤弘宗教授らのグループは、ADP/ATP生体分子の効率的合成法の開発に成功しました。

　ADP/ATP生体分子は多様な生物学的プロセスで重要な役割を担っています。これら生体分子や化学修飾アナログの合成法の開発は、分子レベルでの機能解明研究だけでなく、創薬研究においても重要です。これまでに数多くの化学合成法が報告されていますが、いずれの合成法においても収率の再現性がしばしば得られないことが課題でした。これは、ADP/ATP生体分子合成で用いる基質に親水性が高いリン酸基が存在することから、基質からの含水が避けられず、完全な脱水条件で反応を行えないためです。本研究では、再現性の課題を克服するため、脱水条件を必要としない、信頼性の高いADP/ATP生体分子の効率合成法を開発しました。本成果は、ADP/ATP生体分子の分子レベル機能解明研究や創薬研究に向けた基盤合成技術になると期待されます。

　本研究成果は、オープンアクセス論文として2024年7月19日発刊の国際学術誌『Chemistry-A European Journal』に掲載されました。

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202407254173-O5-09a4AR6a】

図１．本ADP/ATP生体分子の効率合成法の概略図

研究背景

　ADP1)やATP2)を含む生体分子（ADP/ATP生体分子）は多様な生物学的プロセスで重要な役割を担っています。ADPリボース3)とニコチンアミドアデニンジヌクレオチド4)（NAD+）はADP生体分子であり、前者はDNA修復や遺伝子転写制御に関わり、後者は生体内の酸化還元反応の補酵素として働いています。また、天然に存在する代表的なATP生体分子としてメッセンジャーRNA5)（mRNA）の5′cap構造6)があり、mRNAの翻訳開始の促進、酵素分解からの保護をする働きをします。このため、これら生体分子や化学修飾アナログの合成法の開発は、分子レベルでの機能解明研究だけでなく、創薬研究においても重要です。これまでに数多くの化学合成法が報告されていますが、いずれの合成法においても収率の再現性がしばしば得られないことが課題でした。これは、ADP/ATP生体分子合成で用いる基質に親水性が高いリン酸基が存在することから、基質からの含水が避けられず、完全な脱水条件で反応を行えないためです。このような背景から、再現性の高いADP/ATP生体分子の化学合成法の開発が望まれています。