植物由来天然物の構造展開による核内受容体リガンドライブラリー創出、受容体親和性・シグナル伝達評価系構築

上田 実

研究代表者
所属：東北大学理学研究科　教授

研究概要

天然有機化合物（天然物）は構造多様性に富み、強力な生物活性をもつ。本計画研究代表者は天然物研究に長年従事し、リガンドと受容体との構造的マッチングだけでは生物活性を正しく評価することが難しいという現実に直面してきた。本計画研究では、天然物立体異性体・構造誘導体から成るライブラリーを構築し、これを受容体親和性やシグナル伝達強度のデータに加えて、リガンド-受容体複合体の構造生物学的評価（分担者 藤原担当）を加味した包括的なデータセットを提供する。これを機械学習を用いた新たな観点からB01班が整理・解析することで、天然物の生物活性を正しく評価できる新たな学理を構築する。また、機械学習からのフィードバックを元にC01班と連携して構造設計・合成を行い、得られた分子の再評価を行うことで、新規生物活性分子を創製し、生物活性新学理に迫る。

研究成果

  1. Hayashi, K.; Kato, N.; Bashir, K.; Nomoto, H.; Nakayama, M.; Chini, A.; Takahashi, S.; Saito, H.; Watanabe, R.; Takaoka, Y.; Tanaka, M.; Nagano, A.; Seki, M.; Solano, R.; Ueda, M.; Commun. Biol. 2023, 6, 320.
  2. Saito, R.; Muto, T.; Urano, H.; Kitajima, T.; Kato, N.; Kwon, E.; Ueda, M. Plant J., in press (2023). DOI:10.1111/tpj.16256. Selected as a Faculty Opinions article.
  3. Ueda, M.; Kato, N.; Kurata, Y.; Imai, M.; Yang, G.; Taniguchi, K. ACS Chem. Biol. 2023, 18, 12-17.
  4. Kneeshaw, S.; Soriano, G.;Monte, I.; Hamberg, M.; Zamarreño, Á. M.; García-Mina, J. M.;  Franco-Zorrilla, J. M.; Kato, N.; Ueda M.; Rey-Stolle, M. F.; Barbas, C.; Michavila, S.; Gimenez-Ibanez, S.; Jimenez-Alemán, G. H.; Solano R., Proc. Natl. Acad. Sci., 2022, 119 (36) e2202930119.
  5. Takaoka, Y.; Iwahashi, M.; Chini, A.; Saito, H.; Ishimaru, Y.; Egoshi, S.; Kato, N.; Tanaka, M.; Bashir, K.; Seki, M.; Solano, R.; Ueda, M. A rationally designed JAZ subtype-selective agonist of jasmonate perception, Nature Commun., 2018, 9, 3654.
  6. Oikawa, T.; Ishimaru, Y.; Munemasa, S.; Takeuchi, Y.; Washiyama, K.; Hamamoto, S.; Yoshikawa, N.; Murata, Y.; Uozumi, N.; Ueda, M. Curr. Biol. (Cell Press), 2018, 28, 2230-2238.
  7. Ueda, M.; Egoshi, S.; Dodo, K.; Ishimaru, Y.; Yamakoshi, H.; Nakano, T.; Takaoka, Y.; Tsukiji, S.; Sodeoka, M. ACS Cent. Sci., 2017, 3, 462-472.

研究分担者

  • 藤原 孝彰　東北大学　多元物質科学研究所