慶應義塾大学 研究医薬品など極性分子の構造解析を可能にする新たな結晶スポンジを開発
－親水的な細孔環境で配位結合と水素結合を組み合わせた効率的な分子補捉を実現－
【産学連携対象 全学共通分野 Discovery Saga】
【Sagaキーワード】
2025/09/08
東京科学大学
テクモフ株式会社
慶應義塾大学
研究のポイント
結晶スポンジ分析法において医薬品として有用な求核性化合物の構造解析は、金属イオンと強く相互作用する性質上困難であった親水的な細孔空間を有し、配位結合と水素結合を組み合わせて効率的な分子捕捉を実現する金属有機構造体（MOF）を開発。求核性化合物の構造決定に成功
創薬や天然物化学における高汎用性で迅速・高精度な構造決定に期待
東京科学大学（Science Tokyo） 理学院 化学系の中川智暉大学院生（修士課程）、和田雄貴助教（東京科学大発ベンチャー テクモフ株式会社 ディレクター）、ユーソフ・パベル特任准教授、河野正規教授（テクモフ株式会社 CSO）および慶應義塾大学 薬学部 花屋賢悟 専任講師らの研究チームは、幅広い極性分子の構造解析に利用可能な新たな多孔質材料の金属有機構造体（Metal-Organic Framework: MOF）を開発しました。
極性分子は医薬品において広く使用されており、本成果により創薬の分野における構造解析研究の加速化が期待されます。
結晶スポンジ法は2013年に発表された革新的分析手法で、多孔質材料の中に分子を配列させることにより、サブマイクログラムで原子レベルの精密な分子構造解析が行えるという特長があります。しかし、本手法における長年の課題の一つとして、医薬品として有用な求核性化合物（への応用がありました。
今回研究チームにより開発された多孔質材料のMOFは親水的な細孔空間を有しており、汎用的な実験条件と少ない試行回数で12種もの求核性化合物の構造決定に成功しました。
これはMOF中の金属イオンを活用して分子捕捉する方法で、求核性化合物との相互作用形式を分類すると、従来のタイプに加えて、新たに配位結合と水素結合を組み合わせた四つのタイプが確認されました。また、こうした多様な相互作用パターンをとれることは、幅広い極性化合物の解析につながることも明らかになりました。
本成果により、医薬品として有望であるが微量しか得られなかった未知の化合物群や医薬品開発過程で問題となる微量不純物や微量薬物代謝物の構造解明が可能となり、創薬の加速と新薬開発への大きな波及効果が期待されます。
この研究は、７月31日付で「Journal of the American Chemical Society」誌にオープンアクセスでオンライン掲載されました。 プレスリリース全文は、以下をご覧下さい。