機能性食品由来・未開拓新奇トリテルペノイドの全合成
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21H02131
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
塚野 千尋 京都大学, 農学研究科, 准教授 (70524255)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
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| Keywords | 合成化学 / 有機化学 / 生理活性 / 全合成 / 生物活性 / 構造活性相関 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では, 伝統的な機能性食品や生薬に由来する複雑縮環トリテルペノイドを取り上げる. これらは, 多様な生物活性を有しているが, 活性発現に重要な構造要因は未解明である. また, 多数の官能基や不安定な構造を有し, チャレンジングな合成標的である. 申請者は, 独自のドミノ反応を基盤とした合成戦略により, これらのテルペノイドの収束的・網羅的全合成を展開する. さらに全合成経路を基盤として, 抗HIV活性等の抗ウイルス活性を指標にした構造－活性相関研究を展開し, 活性発現に必要な構造因子の解明と単純化機能性トリテルペノイドの創製を目指す.
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| Outline of Annual Research Achievements |
マツブサ科の植物Schisandra sp.やKadsura sp.の実は、伝統的に滋養強壮や疲労回復効果のある機能性食品あるいは果実酒の原料として利用されてきた。これら植物からは、様々なトリテルペノイドが単離・構造決定されている。本研究では、朝鮮五味子Schisandra chinensisやその関連種、あるいは Kadsura lancilimbaなどより単離されたトリテルペノイドpre-schisanartaninやlancilactone Cなどに着目している。これらは、共に幅広い抗ウイルス活性を示すことが知られている。具体的には、pre-schisanartaninやlancilactone Cは抗HIV活性を有する一方、細胞毒性が非常に弱く医薬品シード化合物としての価値がある。
2021年度はpre-schisanartaninについては、左側フラグメントを[3+2]双極子付加環化で、また、根岸反応を基盤とした全シス置換シクロプロパン構築法で右側フラグメントを合成する経路を確立した。また、三員環開裂を含むドミノ反応を利用したシクロアルタン骨格の効率的合成戦略の開発に成功した。この合成戦略を用いてlancilactone Cの特徴的な7員環トリエン構造の構築に成功するとともに提唱構造の全合成を達成した。本合成により、文献に報告されている構造には訂正が必要であることが明らかになった。
2022年度は、pre-schisanartaninについては、左側フラグメントと右側フラグメントの連結について検討した。また、lancilactone Cについては、報告されているNMRデータを再解析し、修正構造を提案するとともに、妥当性のある生合成を提唱した。さらに、その修正構造を全合成することで真のlancilactone Cの構造を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
１．これまでにpre-schisanartanin の全合成に向けて、左側と右側のフラグメントの合成経路を確立し、さらに大量合成して両フラグメントの供給を完了した。右側フラグメントの合成については、国際誌に論文を投稿中である。さらに、アニオン反応により、両フラグメントの連結に成功した。現在、8員環を閉環する方法について検討している。
２．Lancilactone Cについては提唱構造を全合成することで、構造訂正の必要性が明らかになった。そして、電子環状反応を含む新たな生合成経路を提唱するとともに、修正構造を示した。前年度に確立した提唱構造の合成経路を活かして、この修正構造の全合成も達成し、各種データを比較することで、lancilactone Cの真の構造を解明した。これは、活性発現に重要な構造因子を抽出する上で重要な知見である。特に新たな生合成経路を提唱しつつ、構造改訂してその構造を合成化学的に証明した点は予想以上の結果である（現在国際誌に論文投稿中）。
３．標的化合物とその構造類縁体について生物活性検討した。特にlancilactone Cの提唱構造と真の構造の生物活性評価を評価し、活性発現に重要な構造について検討した。
４．トリテルペノイドの合成手法・三員環の安定性の知見をshagene類の合成研究にフィードバックして、shagene類のいくつかの類縁体合成を可能にした。また、アルカロイドの合成における三員環開環の知見をpre-schisanartanin類の合成へ応用した。
以上の4点から、本研究は当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
１. Pre-schisanartanin の全合成に向けて、8員環を閉環する方法について検討する。さらに、7員環部および8員環部の酸化度の異なるフラグメントの連結法についても検討し、arisanlactone Cの合成への発展も検討する。これらは関連のトリテルペノイドschincarin Aやspiroschincarin類、schincalactone類の全合成と構造活性相関へ発展する基盤となりうる。
２. Lancilactone Cに関して、真の構造と提唱構造、および、合成中間体について、生物活性評価（細胞毒性・抗HIV活性）を評価し、活性発現に重要な構造の抽出について検討する。また、pre-schisanarataninやarisanlactone Cの部分構造について、生物活性を評価する。
３. 上記２で得られた生物活性に関する情報とその化合物の構造から、多環性トリテルペノイドにおいて活性発現に重要な構造の抽出について検討する。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
