生長 幸之助

Protein Modification at Tyrosine with Iminoxyl Radicals

Katsuya Maruyama, Takashi Ishiyama, Yohei Seki, Kentaro Sakai, Takaya Togo, Kounosuke Oisaki*, Motomu Kanai*

J. Am. Chem. Soc. 2021, 143(47), 19844–19855.

要約

タンパク質の翻訳後修飾（PTM）は、その機能を可逆的に制御する生物学的メカニズムである。特定の天然アミノ酸における合成タンパク質修飾（SPM）は、PTMを模倣できる。しかし、疎水性アミノ酸残基における可逆的なSPMは限られている。 本論文ではイミノキシルラジカルとタンパク質チロシン側鎖の新たな反応性を解明し、ラジカル活性種の立体的・電子的な要因に依存した結合可逆性を示すことを明らかとした。本法を利用したチロシン残基でのタンパク質修飾・脱修飾過程は、酵素やモノクローナル抗体についてタンパク質機能のオンデマンド制御を可能とした。

エピソード

2014年に種を見つけてから完成するまでに7年半かかるという、反応開発研究としては考えられないスパンで行われました。進める度に予想もしない現象が見付かる反面、それを無為にしないような最適化はかなり骨の折れる作業でした。つまりは未開拓なところを掘っていた証だと思うのですが、反面、長くゴールが見えない状態が続き、息切れしないようにするのが大変でした。 【紹介記事】 https://www.chem-station.com/blog/2021/12/tyrosine.html

Transition Metal-Free Tryptophan-Selective Bioconjugation of Proteins

Yohei Seki, Takashi Ishiyama, Daisuke Sasaki, Junpei Abe, Youhei Sohma, Kounosuke Oisaki*, Motomu Kanai*

J. Am. Chem. Soc. 2016, 138(34), 10798–10801.

要約

タンパク質の化学修飾は、遺伝子操作に依存する手法のみでは容易に到達できない超自然的タンパク質機能へ導くことを促します。しかし、構造完全性や均質性を維持しながら、反応の選択性を精密制御することは、依然として困難な課題です。本論文では、有機ラジカルを用いた遷移金属フリーのトリプトファン選択的タンパク質修飾法について報告する。この方法は交差反応性が低く、タンパク質の高次構造や様々な官能基に対して高い許容性を示します。また、存在比・露出度の低い疎水性アミノ酸を標的にできるため、均質なバイオコンジュゲートの形成に寄与し、場合によってはタンパク質結晶構造解析にも適する純度を生体適合条件下にて提供する。

エピソード

当時としては先進的な「トリプトファンのみを狙えるタンパク質修飾法」の報告です。低分子化合物を有機ラジカル触媒系で変換する知見を積み上げ、ペプチド・タンパク質変換へと展開する中で、セレンディピティ的に発見されました。が、ある程度複雑な分子を対象にすれば面白い結果が見付かってくるだろうと期待していたところも一部あり、試行錯誤が少ないうちにそういう成果に直面できたのは、まさに幸運なことでした。 【紹介記事】 https://www.chem-station.com/blog/2016/09/bioconjugation.html

Development of Highly Chemoselective Oxidative Transformations by Designing Organoradicals

Kounosuke Oisaki*

Chem. Pharm. Bull. 2018, 66(10), 907-919.

要約

薬学分野における有機合成では、ドラッグライクネスの高い化合物を簡便かつ迅速に供給できる方法論が強く望まれている。独自の触媒設計コンセプト「Radical-Conjugated Redox Catalysis（RCRC）」に基づき、一電子移動過程の高い反応性と化学選択性を利用して、種々のC(sp3)-H官能基化およびタンパク質修飾法の開発を行ってきた。本解説では、共同研究者との8年間にわたる研究について、構想から成果までを中心に紹介する。

エピソード

日本薬学会奨励賞の受賞記念解説記事です。所属研究室にて行ってきたそれまでの研究成果を総括した内容となっています。オープンアクセス。 せっかくなのでということで、インパクトある表紙を提供出来たことがこの論文の最大の効能かも知れません（笑）。 【表紙】 https://twitter.com/annin_oiko/status/1046697754473287680

東京大学 大学院薬学系研究科 分子薬学専攻 有機合成化学教室（柴﨑正勝研究室） 博士課程(博士後期課程)

2005年4月 ~ 2008年3月卒業/修了

不斉四置換炭素構築型触媒的アルドール反応の開発と多成分連結反応への展開

東京大学 大学院薬学系研究科 分子薬学専攻 有機合成化学教室（柴﨑正勝研究室） 修士課程(博士前期課程)

2003年4月 ~ 2005年3月卒業/修了

ケトンに対する触媒的不斉アルドール反応および新規不斉配位子の開発

東京大学 薬学部薬学科 有機合成化学教室（柴﨑正勝 研究室） 学部

2000年9月 ~ 2003年3月卒業/修了

ケトンに対する触媒的アルドール反応の開発

東京大学 教養学部理科一類 未配属 学部

1999年4月 ~ 2001年8月卒業/修了

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産業技術総合研究所 研究チーム長

触媒化学融合研究センター

2023年4月 ~ 在籍中

タンパク質模倣体の創出を志向した化学変換法の開発と応用

産業技術総合研究所 主任研究員

触媒化学融合研究センター

2022年4月 ~ 2023年3月 退職

タンパク質模倣体の創出を志向した化学変換法の開発と応用

東京大学 講師

大学院薬学系研究科

2016年10月 ~ 2022年3月 退職

有機ラジカルを用いる高化学選択的酸化的変換法の開発と応用

東京大学 助教

大学院薬学系研究科

2010年4月 ~ 2016年9月 退職

有機ラジカルを用いる高化学選択的酸化的変換法の開発と応用

カリフォルニア大学ロサンゼルス校 博士研究員（Omar M. Yaghi研究室、JSPS海外特別研究員）

化学/生物化学科

2008年5月 ~ 2010年3月 退職

触媒応用を志向した遷移金属担持型大孔径金属-有機構造体の創製

東京大学 博士研究員

大学院薬学系研究科

2008年4月 ~ 2008年4月 退職

モジュール式キラル二座リン配位子の創製

東京大学 JSPS特別研究員（DC1）

大学院薬学系研究科

2005年4月 ~ 2008年3月 退職

触媒的不斉四置換炭素構築型アルドール反応を基盤とした多置換不斉ユニット合成と展開

英語

業務に関するコミュニケーションが可能

日本語

ネイティブレベルでコミュニケーションが可能