yrammuS 要概有機化学は官能基を基本として成り立つため，新たな官能基の創出は有機化学の発展につながる．有機典型元素化学の観点から，既存の官能基の高周期元素類縁体ではない官能基として，超原子価状態にある高配位原子で構成される官能基に着目した．超原子価リン–ホウ素間結合という新たな結合の反応性を活用して，種々のリン–ホウ素間結合化合物を合成した．縮環構造をもつホスフィノボロン酸エステルの簡便な合成方法を開発し，高いルイス酸性を示すことと，リン–ホウ素間結合が著しく短いことを見出した．環骨格に起因する幾何学的制約により，結合長を調節可能であることを見出した．The creation of new functional groups will lead to the development of organic chemistry. We focused on functional groups composed of highly coordinated main group elements in hypervalent states. Various phos-phorus–boron bond compounds were synthesized by taking advantage of the reactivity of the hypervalent phosphorus–boron bonded species. We developed a synthetic method for phosphinoboronate esters with a fused ring framework. The phosphinoboronate ester features a significantly short phosphorus–boron bond and high Lewis acidity. The bond length can be significantly shortened due to geometrical constraints caused by the fused ring framework and configuration of the atoms.「がん」や「神経変性疾患」に関与するmRNAは，グアニン四重らせん構造(G4)を形成する．G4を形成するmRNAは，細胞内で液液相分離(LLPS)を惹起し液滴を形成する可能性も指摘されている．そこで本研究では，mRNAのLLPSを合目的的に制御することに取り組み，核酸構造(G4)が関与する疾患治療薬のける新たな創薬指針を提唱することを目的とした．まず相分離モデルシステムを構築し，G4がLLPSを惹起する必須構造であることを明らかとした．さらに，mRNA G4のLLPSを配列特異的に制御する方法を構築した．同時に，mRNA G4に選択的に結合する化合物（G4リガンド）を開発し，G4リガンドの結合選択性と細胞毒性の相関を解明した．このようなLLPSを選択的・合目的的に制御できる手法は，核酸構造(G4)のLLPSが原因となる疾患の治療薬における新しい創薬モダリティとして有用である．Transcripts (mRNAs) from genes related to cancer and neurodegerative diseases involve G-rich sequences, which fold to form a G-quadruplex structure (G4). Interestingly, such G4-forming RNAs have been suggested to play a role in liquid-liquid phase separation (LLPS) to form a liquid droplet inside cells. In this study, we attempted to regulate LLPS of the disease-related mRNAs. Firstly, we developed the smallest and simplest LLPS model system, composing of a G4-forming oligonucleotide and Arg-rich oligopeptide. Based on the model system, it was found that G4-forming oligonucleotide is essential to undergo LLPS. Moreover, we achieved for the first time thermodynamic control of LLPS in a sequence specific manner. Finally, we devel-oped a simple and high throughput screening system for G4 selective ligands. Interestingly, there was a strong correlation between the anti-proliferative effect and the structural selectivity, showing that the structural se-lectivity of the G4 ligand is essential for the anti-proliferative effect on cancer cells. These results shed a light on a new modality targeting G4 for treatment of cancer and neurodegerative diseases.狩野 直和56Naokazu KANO三好 大輔57Daisuke MIYOSHI典型元素の超原子価状態を活用した新官能基の開発（2019採択）Development of new functional groups by using hypervalent state of main group elements(Project 2019) 核酸四重らせん構造リガンドを用いた細胞内相分離現象の制御（2019採択）Development of G-quadruplex ligands targeting RNA phase separation in cells(Project 2019)53Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2023)
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