田中生体機能合成化学研究室

有機合成化学の分野では、様々な効率的結合形成反応が開発されていますが、これを生体内や細胞内での標識、あるいは機能性分子の複合化のために積極的に利用する試みは非常に限られています。私達は、生体内アミンに由来する共役イミン誘導体の「見過ごされてきた新奇な反応性」を、生体内アミンが関与する真の生物活性構造をヒントにして、有機合成化学的に再開拓しています。また、これらの反応が生体内で実際に進行していることを証明し、その反応性が持つ「生物学的意義」を解明します。さらにこれら新奇反応を逆に利用して、生きている動物内での生理活性分子の多段階合成にチャレンジします。例えば、私達が「生体内合成化学治療」と呼ぶ方法で、血中内や標的臓器上での反応や試薬開発を行い、ある時間枠にピンポイントで生理活性天然物を直接動物内で合成して治療の実現を目指します。このために、糖鎖分子が生体内で行っている複雑な「パターン認識機構」を分子イメージング法により初めて解析するとともに、これを生きている動物内の目的部位に対して、様々な生体分子を自由自在にターゲティングするために積極的に活用しています。

研究主分野

化学

研究関連分野

生物学 & 生化学 / 分子生物 & 遺伝学 / 臨床医学

研究テーマ

• 共役イミンの隠された反応性の開拓と生体分子の新奇修飾、およびその機能の解明
• 「生体内合成化学治療」の実現：血中内や特定臓器上での反応・試薬開発と生理活性物質合成
• 分子イメージングによる糖鎖パターン認識の解明と分子ターゲティング

主要論文

1. T. Iwata, S. Otsuka, K. Tsubokura, A. Kurbangalieva, D. Arai, K. Fukase, Y. Nakao and K. Tanaka:
   "One-pot evolution of ageladine A via bio-inspired cascade towards selective modulators of neuronal differentiation"
   Chem. Eur. J., in press, (2016).
2. A. Tsutsui, T. Zako, T. Bu, Y. Yamaguchi, M. Maeda and K. Tanaka:
   "1,5-Diazacyclooctanes, as Exclusive Oxidative Polyamine Metabolites, Inhibit Amyloid-β(1-40) Fibrillization"
   Adv. Sci., 1600082 (2016).
3. A. R. Pradipta, M. Taichi, I. Nakase, E. Saigitbatalova, A. Kurbangalieva, S. Kitazume, N. Taniguchi and K. Tanaka:
   "Uncatalyzed Click Reaction between Phenyl Azides and Acrolein: 4-Formyl-1,2,3-Triazolines as “Clicked” Markers for Visualizations of Extracellular Acrolein Released from Oxidatively Stressed Cells"
   ACS Sens., 1, 623-632 (2016).
4. A. Ogura, T. Tahara, S. Nozaki, K. Morimoto, Y. Kizuka, S. Kitazume, M. Hara, S. Kojima, H. Onoe, A. Kurbangalieva, N. Taniguchi, Y. Watanabe and K. Tanaka:
   "Visualizing Trimming Dependence of Biodistribution and Kinetics with Homo- and Heterogeneous N-Glycoclusters on Fluorescent Albumin"
   Sci. Rep., 6, 21797 (2016).
5. K. Fukase and K. Tanaka:
   "Bio-Imaging and Cancer Targeting with Glycoproteins and N-Glycans"
   Curr. Opin. Chem. Biol., 16, 614-621 (2012).
6. K. Tanaka, S. Shirotsuki, C. Kageyama, T. Tahara, S. Nozaki, E. R. O. Siwu, T. Iwata, S. Tamura, S. Douke, N. Murakami, H. Onoe, Y. Watanabe and K. Fukase:
   "Template-Assisted and Self-Activating Clicked Peptide as a Synthetic Mimic of the SH2 Domain"
   ACS Chem. Biol., 7, 637-645 (2012).
7. K.Tanaka, K. Fukase and S. Katsumura:
   "Exploring A Unique Reactivity of 6π-Azaelectrocyclization to Enzyme Inhibition, Natural Products Synthesis, and Molecular Imaging: An Approach to Chemical Biology by Synthetic Chemists"
   Synlett, 2115-2139 (2011).
8. K. Tanaka, E. R. O. Siwu, K. Minami, K. Hasegawa, S. Nozaki, Y. Kanayama, K. Koyama, C. W. Chen, J. C. Paulson, Y. Watanabe and K. Fukase:
   "Noninvasive Imaging of Dendrimer-type N-Glycan Clusters: In Vivo Dinamics Dependence on Oligosaccharides Structure"
   Angew. Chem. Int. Ed., 49, 8195-8200 (2010).
9. K. Tanaka, K. Minami, T. Tahara, Y. Fujii, E. R. O. Siwu, S. Nozaki, H. Onoe, S. Yokoi, K. Koyama, Y. Watanabe and K. Fukase:
   "Electrocyclization-Based Labeling Allows Efficient In Vivo Imaging of Cellular Trafficking"
   ChemMedChem, 5, 841-845 (2010).
10. K. Tanaka, T. Masuyama, K. Hasegawa, T. Tahara, H. Mizuma, Y. Wada, Y. Watanabe and K. Fukase:
    "A Submicrogram-Scale Protocol for Biomolecule-based PET Imaging via Rapid 6π -Azaelectrocyclization: First Visualization of Sialic Acid-dependent Circulatory Residence of Glycoproteins"
    Angew. Chem. Int. Ed., 47, 102-105 (2008).