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Elucidation of the biosynthetic significance of red algal-derived polyether analogs through chemical biology

Research Project

Project/Area Number 20K15601
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 40040:Aquatic life science-related
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

Momochika Kumagai  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 助教 (70863083)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords海藻 / 二次代謝産物 / 天然物 / 構造活性相関 / チルシフェロール / ポリエーテル / 生物活性 / 天然物化学 / ソゾ / ケミカルバイオロジー
Outline of Research at the Start

ソゾ属の海藻は、特異な構造を有する含臭素トリテルペンポリエーテルであるチルシフェロールおよびその類縁体を産生する。本研究では、海藻がそれらの物質を産生する生物的な意義の理解を目指す。具体的には、生物は特異的な立体配置を有する生理活性物質のみを受容して生命活動を維持する仕組みを備えているため、立体配置が明確に決定されたチルシフェロール類縁体を用いて、非特異的な生物活性を排除した真の生物活性を見出すことを足掛かりとして研究を推進する。

Outline of Final Research Achievements

Red algae of the genus Laurencia produce thyrsiferol analogs, a bromine-containing triterpene polyether with a unique structure. In this study, we found that this interesting substances has a stereo arrangement-specific growth inhibitory effect on a specific cell line (P388). Structure-activity relationship studies of these analogs revealed that the ABC ring site is crucial for the expression of activity. Transcriptome analysis of cells treated with both enantiomers of the active compounds predicted that thyrsiferol analogs affect on proteins related to the cell cycle. In the future study, affinity purification using the whole molecule as a probe may identify specific binding proteins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生物は様々な構造を有する二次代謝産物を生命維持に利用している。我々はそのような天然物を医薬品や食品など様々な形で利用しているが、それは本来生物がその物質を産生する目的とは異なる利用用途であると思われる。そこで、そのような化合物の立体構造にまで踏み込んで特異的な生物活性を明らかにすることで、より本質的な活性をとらえ、産生意義の理解につなげることができると考え本研究を行った。その結果、ソゾ属の紅藻が産生する特異な構造を有するチルシフェロール類について、その絶対立体配置に特異的な活性を見出すことができた。この発見は、海藻が特異な構造を有する天然物を作り出す真の意義の解明に寄与する可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Total Synthesis, Revised Structure, and Cytotoxic Activities of Iubol2022

    • Author(s)
      Nishikawa Keisuke、Taki Naoto、Nishikibe Kento、Kumagai Momochika、Morimoto Yoshiki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 51 Issue: 10 Pages: 1000-1003

    • DOI

      10.1246/cl.220312

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Divergent Synthesis of Nerolidol-type Sesquiterpenoids Produced by Soil Bacterium from an Identical Starting Material via Diepoxide Precursors: Stereochemical Revision and Absolute Configuration of a THF Natural Product2022

    • Author(s)
      Teranishi Tomonori、Nishikawa Keisuke、Matsuura Akihisa、Kumagai Momochika、Morimoto Yoshiki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 51 Issue: 11 Pages: 1062-1066

    • DOI

      10.1246/cl.220390

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Natural Product Synthesis Strategy Based on the Concept of Directly Constructing the Ring Skeletons from Linear Substrates2021

    • Author(s)
      Keisuke Nishikawa, Momochika Kumagai, Kunihiro Matsumura, Kento Nishikibe, and Yoshiki Morimoto
    • Journal Title

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      Volume: 79 Issue: 3 Pages: 197-209

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.79.197

    • NAID

      130007996112

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • Year and Date
      2021-03-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric Total Syntheses, Stereostructures, and Cytotoxicities of Marine Bromotriterpenoids Aplysiol B (Laurenmariannol) and Saiyacenol A2021

    • Author(s)
      Kento Nishikibe, Keisuke Nishikawa, Momochika Kumagai, Matsumi Doe, and Yoshiki Morimoto
    • Journal Title

      Chemistry - An Asian Journal

      Volume: 17 Issue: 1

    • DOI

      10.1002/asia.202101137

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Establishing a "Ring-Size-Divergent" Synthetic Strategy: Synthesis, Structural Revision, and Absolute Configuration of Feroniellins2021

    • Author(s)
      Keisuke Nishikawa, Toshiki Niwa, Kento Nishikibe, Momochika Kumagai, and Yoshiki Morimoto
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 27 Issue: 43 Pages: 11045-11049

    • DOI

      10.1002/chem.202101603

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019733

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 4β-Hydroxywithanolide E and Withanolide E from Physalis peruviana L. Inhibit Adipocyte Diferentiation of 3T3-L1 Cells through Modulation of Mitotic Clonal Expansion2021

    • Author(s)
      Momoshika Kumagai, Izumi Yoshida, Takashi Mishima, Masahiro Ide, Kazuhiro Fujita, Matsumi Doe, Keisuke Nishikawa, and Yoshiki Morimoto
    • Journal Title

      J. Nat. Med.

      Volume: 75 Issue: 1 Pages: 232-239

    • DOI

      10.1007/s11418-020-01458-x

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] “リングサイズ発散” 合成法の確立: 5 ~ 7 員環エーテルをもつテルペノイド類の全合成、構造改訂、絶対配置の決定、生物活性2022

    • Author(s)
      西川 慶祐、寺西 智徳、林 幹史郎、丹羽 俊揮、森田 健吾、橋本 統星、熊谷 百慶、森本 善樹
    • Organizer
      第 64 回天然有機化合物討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞毒性含臭素トリテルペノイド、ユーボールの全合成、構造修正、絶対配置の決定、構造活性相関2022

    • Author(s)
      西川 慶祐、滝 直人、熊谷 百慶、森本 善樹
    • Organizer
      第 66 回 香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] カリクラドールの不斉全合成と構造決定2021

    • Author(s)
      錦部健人 , 西川慶祐 , 熊谷百慶 , 森本善樹
    • Organizer
      第63回 天然有機化合物討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 紅藻由来含臭素ポリエーテル類縁体の絶対立体配置特異的な細胞増殖抑制効果2021

    • Author(s)
      熊谷百慶 , 西川慶祐 , 錦部健人 , 尾方勇太 , 森本善樹 , 加藤早苗
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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