ロゴマーク
研究

研究

BDRでは、様々な分野の研究者が協力して、より高い目標に向かって研究を進めています。

セミナー・シンポジウム

セミナー・イベント

BDRでは、ライフサイエンス分野の国際的な研究者を招いて、年1回のシンポジウムや定期的なセミナーを開催しています。

働く・学ぶ

働く・学ぶ

BDRでは、様々なバックグラウンドを持つ人々を受け入れ、オープンで協力的な研究環境の構築に努めています。

つながる・楽しむ

つながる・楽しむ

BDRでは、様々なメディアや活動を通じて、研究の魅力や意義を社会に発信しています。

ニュース

ニュース

最新の研究、イベント、研究者のインタビューなど、理研BDRの最新情報をお届けします。

BDRについて

BDRについて

理研の強みを生かし学際的なアプローチで生命の根源を探求し、社会の課題に応えます。

土居 久志チームリーダーの写真

チームリーダー
土居 久志 D.Sci.

標識化学研究チーム

[2023年3月 終了]

E-mail hisashi.doi[at]riken.jp

[at]を@に変えてください

生体機能の解明や創薬研究に
必要なPET分子プローブを合成します

当研究チームでは、PETイメージング研究の推進に必要な短寿命PET分子プローブの一般的合成法の開発を主要課題として、生体機能探索化合物の創製と新しい標識化学反応の開発を行っています。加えて、臨床PET研究のためのPET薬剤の合成を担当しています。現在、共同研究先の公的医療機関や民間クリニックでPET薬剤合成を担当しています。具体的な研究内容としては、有機化学の力量を生命科学研究に展開すべく、Pd(パラジウム)、Rh(ロジウム)、Cu(銅)などの有機金属触媒を用いた新しいPET分子プローブの合成法の開発に取り組んでいます。主要研究課題としては、小分子の生物活性有機化合物の炭素基本骨格上へ短寿命11C核種を導入することを目指して、[11C]ヨウ化メチルを標識原料としたPd(0)触媒による高速11C-メチル化反応の開発を行ってきました。 本反応は、わずか5分の反応時間で最小の炭素置換基である[11C]メチル基を目的の炭素骨格上に導入できる革新的標識法です(下図)。本件と並行して、生体分子の標識化に関しては、核酸などの中分子に対するクリック化学型化学量論的18F-標識法や、タンパク質などの大分子に対する11C-アセチル化法の開発を行っています。

PET分子プローブの合成現場においては、実用性の高い標識反応を用いて目的の標識合成を達成することが重要ですが、それに加えて、放射線被曝を避けるための遠隔操作型合成装置(標識用合成装置)の性能は事実上の生命線です。そこで、11Cや18Fなどの短寿命放射性核種を安全かつ高収率で標識することを目的として、合成化学の原点である有機化学実験法に立脚した標識用合成装置の開発も行っています(下図)。 このように有機化学を基盤として、理想的な標識法によるPET分子プローブの創出を目指しています。

標識化学研究チームで開発したC-11標識分子の実例

研究テーマ

  • 創薬候補化合物のPETプローブ化と新しい標識化学反応の開発
  • 有機化学的実験手法に基づいた標識用合成装置の開発
  • がん、炎症、神経疾患などの重篤な疾患に対応した分子プローブの開発

主要論文

Doi H, Goto M, Sato Y.
Pd0-Mediated Cross-Coupling of [11C]Methyl Iodide with Carboxysilane for Synthesis of [11C]Acetic Acid and Its Active Esters: 11C-Acetylation of Small, Medium, and Large Molecules.
European Journal of Organic Chemistry 2021(29), 3970-3979 Fri Aug 06 00:00:00 JST 2021 doi: 10.1002/ejoc.202100638

Takatani S, Tahara T, Tsuji M, et al.
Synthesis of L-[5-11 C]Leucine and L-α-[5-11 C]Methylleucine via Pd0 -mediated 11 C-Methylation and Microfluidic Hydrogenation: Potentiality of Leucine PET Probes for Tumor Imaging.
ChemMedChem Mon Jun 14 00:00:00 JST 2021 doi: 10.1002/cmdc.202100255

Goto M, Nishiyama A, Yamaguchi T, et al.
Synthesis of 11C-labeled ubiquinone and ubiquinol via Pd0-mediated rapid C-[11C]methylation using [11C]methyl iodide and 39-demethyl-39-(pinacolboryl)ubiquinone.
Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals 62, 86-94 Sun Dec 01 00:00:00 JST 2019 doi: 10.1002/jlcr.3700

Doi H, Kida T, Nishino K, et al.
Solubility-Improved 10-O -Substituted SN-38 derivatives with Antitumor Activity.
ChemMedChem 12, 1715-1722 Fri Dec 01 00:00:00 JST 2017 doi: 10.1002/cmdc.201700454

Doi H, Sato K, Shindou H, et al.
Blood-Brain Barrier Permeability of Ginkgolide: Comparison of the Behavior of PET Probes 7α-{18 F]Fluoro- and 10-O -p -[11 C]Methylbenzyl Ginkgolide B in Monkey and Rat Brains.
Bioorganic & Medicinal Chemistry 24, 5148-5157 Thu Dec 01 00:00:00 JST 2016 doi: 10.1016/j.bmc.2016.08.032

Doi H, Mawatari A, Kanazawa M, et al.
Synthesis of 11 C-Labeled Thiamine and Fursultiamine for in Vivo Molecular Imaging of Vitamin B1 and Its Prodrug Using Positron Emission Tomography.
The Journal of Organic Chemistry 80(12), 6250-6258 Tue Dec 01 00:00:00 JST 2015 doi: 10.1021/acs.joc.5b00685

Doi H.
Pd-mediated rapid cross-couplings using [11 C]methyl iodide: groundbreaking labeling methods in 11 C radiochemistry.
Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals 58(3), 73-85 Sun Nov 01 00:00:00 JST 2015 doi: 10.1002/jlcr.3253

Kuboyama T, Nakahara M, Yoshino M, et al.
Stoichiometry-focused 18F-labeling of alkyne-substituted oligodeoxynucleotides using azido([18 F]fluoromethyl)benzenes by Cu-catalyzed Huisgen reaction.
Bioorganic & Medicinal Chemistry 19(1), 249-255 Thu Dec 01 00:00:00 JST 2011 doi: 10.1016/j.bmc.2010.11.033

Doi H, Ban I, Nonoyama A, et al.
Palladium(0)-mediated rapid methylation and fluoromethylation on carbon frameworks by reacting methyl and fluoromethyl iodide with aryl and alkenyl boronic acid esters: useful for the synthesis of [11 C]CH3 --C- and [18 F]FCH2 --C-Containing PET tracers (PET=positron emission tomography).
Chemistry 15(16), 4165-4171 Tue Dec 01 00:00:00 JST 2009 doi: 10.1002/chem.200801974

PAGE
TOP