九州大学発の分子連結素子「DACN」に新製品〜医薬品や機能性材料の開発研究、製造での利用を期待〜

    先に九州大学先導物質化学研究所の友岡克彦教授、井川和宣助教、河崎悠也特任助教らの研究グループは、分子を簡単に連結させる「クリック反応素子」として有用な含窒素9員環アルキン（DACN）の開発に成功しています。今回、同研究グループはDACNにNHSエステルやマレイミドなどの分子連結部位を導入した誘導体や、疎水性を抑えた誘導体など、新たに6種類のDACNを開発し、それらが 関東化学株式会社から発売されることになりました。これらのDACNは、医薬品や機能性材料の開発研究、製造への利用が期待されます。研究者からひとこと：新たに  開発した6種類のDACNはタンパク質やペプチドなどの生体分子に簡単に導入することができます。新型ウイルス関連研究への応用も期待できます。

   背景

   友岡研究室で開発された4,8-diazacyclononyne (DACN)はアジド（※1）と特異的に、かつ、迅速に反応して結合形成することから、ただ混ぜるだけで2つの分子を連結することのできる「無触媒クリック反応素子」（※2）として有用であり、基本的な3種類のDACNが関東化学株式会社から販売されています（図1）（2014年12月4日付けプレスリリース、および2016年3月8日付けプレスリリース参照） 。

   今回、分子連結部位として有用なNHSエステル  とマレイミドが組み込まれたDACNや、疎水性を抑えたDACNなど、  新たに6種類のDACNが同社から発売されました（図2）。これらのDACNには生体分子（タンパク質・ペプチド、糖鎖、  核酸など）  、医薬品の標識化や複合化、また、機能性材料の合成など、幅広い分野での応用が期待されます。なお、その製品化には九州大学 が出願 中の特許技術（特開2020-026476）が使用されています。

   内容

   今回、新たに 発売されるNSu,NTs -DACN  NHSエステルはアミノ基（–NH2）を 有する 分子にアミド化反応  ［図3 (a)］で、NMal,NTs -DACN はメルカプト基（–SH）を有する 分子にthia-Michael反応［図3 (b)］で、 それぞれ導入することができます。NH,NTs -DACN·HCl、NTs ,NTs -DACN-OH はカルボキシ基を有する分子にそれぞれアミド化反応［図3 (c)］ 、エステル化反応［図3 (d)］で導入できます。なお、NTs ,NTs -DACN-OHは対称構造のために、 クリック反応で位置異性体が生じないという利点も兼ね備えています。

   また今回、DACNの窒素上にメタンスルホニル基（Ms基）を導入したNMs-DACNが発売されます（図4）。 これまでに製品化されていたDACNは、 いずれも、一方の窒素上にp-トルエンスルホニル基（Ts基）が導入されていました。Ts基は紫外光の吸収が大きくそれによる検出が容易であるという利点がありますが、疎水性が高く嵩高いことが問題でした 。これに対して今回、NMs-DACNでは従来のTs基をMs基に代えることで疎水性と嵩高さを顕著に  下げることに成功しました。これら多様な誘導体が供給されることにより、DACNの利用が広がると期待されます。