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Synthetic Studies of Bioactive Substances Based on Site- and Stereoselective Reactions

Research Project

Project/Area Number 19K05849
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

Sugai Takeshi  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (60171120)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords位置選択的反応 / リパーゼ / 脱アセチル化 / 高圧蒸気滅菌器 / 加水分解 / ポリオール / 半合成 / 天然配糖体 / ポリフェノール / ハロゲン化 / メトキシル化 / 生物資源 / アセチル化 / 鎖状ポリオール / カタセラスモール類 / 酵素触媒 / 立体選択的反応 / 配糖体
Outline of Research at the Start

生物活性物質の新しい合成法に寄与しうる、以下の3つの手法について検討する。1) 酵素触媒(微生物全菌体、市販単離還元酵素)による立体選択的な第二級アルコールの合成、2) ポリフェノールを基質とし、化学的手法・リパーゼ触媒による脱アセチル化など位置選択的変換の検討、3)天然に豊富で、入手容易な配糖体の活用である。1) 2)の生成物を活用し、有用生物活性物質の全合成を、そして3)の生成物から出発する半合成が最終的な目標である。抗炎症性、抗菌活性等をもつテルペン、ポリフェノール類などを合成標的化合物とする。
いずれの手法検討においても「選択性の向上」および「鍵段階の効率向上」を重視する。

Outline of Final Research Achievements

In the organic process chemistries, the integrated use of chemo- (organic synthesis) enzymatic (biotechnology) transformation approach as well as the utilization of naturally occurring starting materials takes advantages over individual procedures, towards the best solution to make the design and diagram for target compounds. Catalytic activities of cheaply commercially available lipases in transesterification in organic solvents were demonstrated for deprotection of phenolic esters and esterification of aliphatic alcohols. I achieved the syntheses of catatherasmols and tournefolin B, based on the site-selectivity which was clarified through this study. In contrast, the complementary use of chemical site-selectivity on transformation of aromatic substances enabled the new efficient syntheses of polymethoxybenzenes. Finally, partial hydrolysis of naturally occurring C-glycoside flavone in high-pressure steam sterilizer provided an efficient route to chafuroside B.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

3年間の研究を通じ、天然資源や酵素触媒がうまく使えるようになったため、生物活性物質の生物作用解明や前臨床・臨床試験への提供などが実現する可能性が増大した。また、多くの研究者に再現・活用してもらえる機会も増え、さらなる発展や波及効果が期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] mproved preparation of vitexin from hot water extract of Basella alba, the commercially Malabar spinach (“Tsurumurasaki” in Japanese) and the application to semisynthesis of chafuroside B2020

    • Author(s)
      Kazuki Kurahayashi, Kengo Hanaya, Shuhei Higashibayashi, Takeshi Sugai
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 84 Issue: 8 Pages: 1554-1559

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1761286

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comprehensive Semisyntheses of Catathelasmols C, D, and E from D-Glutamic Acid, Utilizing Lipase-catalyzed Site-selective Reactions on Intermediates2020

    • Author(s)
      Rinta Hashiba, Riichi Hashimoto, Momoko Nishiguchi, Toshifumi Kobayashi, Kengo Hanaya, Shuhei Higashibayashi, and Takeshi Sugai
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 84 Issue: 7 Pages: 1339-1344

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1754159

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 天然・生物活性物質合成を志向した、メトキシベンゼン類の合成研究2022

    • Author(s)
      須貝 威、Qi Ziyu、本田桂子、橋本理一、小林俊文、花屋賢悟、東林修平
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会、オンライン
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of the synthetic routes utilizing the selectivity in enzyme catalysis2021

    • Author(s)
      Sugai T.
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies, Virtual
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Advantages of lipase-catalyzed transformation in organic synthesis2021

    • Author(s)
      Sugai T.
    • Organizer
      European Federation of Biotechnology Conference 2021, Virtual
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 芳香族メチルエーテルを部分構造に含む天然有機化合物の合成研究2021

    • Author(s)
      須貝威、本田桂子、横山芹香、橋本理一、安井将満、花屋賢悟、東林修平
    • Organizer
      日本農芸化学会関東支部大会、オンライン
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 芳香族メチルエーテルを部分構造に含む天然有機化合物の合成研究2021

    • Author(s)
      本田桂子、横山芹香、橋本理一、安井将満、東林修平、花屋賢悟、須貝威
    • Organizer
      第65回日本薬学会関東支部大会、オンライン
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 位置・官能基選択的酵素触媒反応の、有機合成への応用2021

    • Author(s)
      須貝威、橋本理一、本田桂子、花屋賢悟、東林修平
    • Organizer
      第37回有機合成化学セミナー、オンライン
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] フラボノイド合成に有用な選択的変換2021

    • Author(s)
      須貝威、Qi Ziyu、 松島昌輝、井上浩義、花屋賢悟、東林修平
    • Organizer
      第50回複素環化学討論会、オンライン
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 天然より豊富に得られるアラビノシルビテキシンを出発原料としたチャフロシドBの調製2021

    • Author(s)
      倉林一樹、花屋賢悟、東林修平、須貝威
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] リパーゼ触媒による,ポリフェノールアセタート脱アセチル化の位置選択性の検討と応用2020

    • Author(s)
      須貝威、橋本理一、花屋賢悟、東林修平
    • Organizer
      第22回生体触媒化学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 酵素触媒や生物資源を活用した有用物質合成法への挑戦2019

    • Author(s)
      須貝 威
    • Organizer
      第78回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Enzyme-assisted syntheses of bioactive compounds, originated from Scripps days2019

    • Author(s)
      Takeshi Sugai
    • Organizer
      2019 Scripps Korea Society Symposium
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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