• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

多環式アルカロイド群の化学-酵素ハイブリッド合成

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries
Project/Area Number 17H05433
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

大栗 博毅  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80311546)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords化学-酵素合成 / アルカロイド / サフラマイシン / ジョルナマイシン / アルデヒド中間体 / 長鎖脂肪酸 / ハイブリッドプロセス / 生合成酵素 / 化学酵素ハイブリッド合成 / 非リボソーム依存型ペプチド合成酵素 / イソキノリン / 化学-酵素ハイブリッド合成 / テトラヒドロイソキノリンアルカロイド / ジョルナマイシン A / 迅速合成 / 酵素変換 / 長鎖脂肪酸側鎖 / 触媒・化学プロセス / 生理活性 / 有機化学
Outline of Annual Research Achievements

酵素 SfmC による多環性骨格構築と官能基を変換する化学合成を融合させたハイブリッドプロセスを開発した。まず,①酵素の簡便な調製法を確立し,②酵素に受容される非天然型基質群を設計・化学合成して,基質の構造と酵素活性との相関を把握した。天然型基質では,酵素反応に必須な長鎖脂肪酸がアミド結合で連結しているため,酵素反応後にアミド結合を切断することが困難であった。そこで,長鎖脂肪酸部位を確実に切断し,1位側鎖の官能基が異なる三系統のアルカロイドを自在に迅速合成するため,アミドの代わりにエステルやアリルカルバメートを導入した基質群を設計した。簡便に化学合成した設計基質群に酵素 SfmC を作用させ 7 連続反応を進行させた後,同じ反応容器内でシアノ化した。更に,③不安定な中間体を単離せずにそのまま N-メチル化する手法を開発し,適切に官能化された五環性母骨格を僅か一日で再現性良く合成することに成功した。④非天然型基質群に組み込んだエステルやアリルカルバメートを活用して脂肪酸側鎖を除去した後,2-3段階の化学変換を施し,制ガン活性を有するアルカロイド群[サフラマイシンA, ジョルナマイシンA, サフラマイシン Y3 の窒素保護体]を系統的に迅速合成できることを実証した。本研究で開発した化学―酵素ハイブリッドプロセスにより,シンプルな基質群から僅か 4-5 ポットの変換で,多数の官能基を持つ複雑な多環性アルカロイド群を作り分けられるようになった (J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 10705.)。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 13 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Chemo-enzymatic total syntheses of jorunnamycin A, saframycin A, and N-Fmoc saframycin Y32018

    • Author(s)
      Tanifuji, R.; Koketsu, K.; Takakura, M.; Asano, R.; Minami, A.; Oikawa, H.; Oguri, H.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 140 Issue: 34 Pages: 10705-10709

    • DOI

      10.1021/jacs.8b07161

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of divergent synthetic processes to explore frontiers in natural product chemistry2019

    • Author(s)
      Hiroki Oguri
    • Organizer
      Let’s Leap! Challenges in Organic Chemistry, Department of Chemistry, School of Science, The University of Tokyo
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Chemo-enzymatic Total Syntheses of Saframycins and Jorunnamycins2018

    • Author(s)
      Hiroki Oguri
    • Organizer
      The 18th Tateshina Conference on Organic Chemistry
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemo-enzymatic Total Syntheses of Tetrahydroisoquinoline Alkaloids2018

    • Author(s)
      Ryo Tanifuji, Hideaki Oikawa, 〇Hiroki Oguri
    • Organizer
      The 3rd A3 Roundtable Meeting on Chemical Probe Research Hub
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 多環性分子群の迅速合成・構造多様化を目指した合成化学的アプローチ2018

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      岡山大学大学院 自然科学研究科 講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Design and Synthesis of DNA Alkylating Natural Products: A Chemo-enzymatic Approach2018

    • Author(s)
      HIroki Oguri
    • Organizer
      International Symposium on Biosensing for Next Generation; Design and Development of Molecular Recognition Element, TUAT GIR International Symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 天然物の迅速合成・骨格改変による創薬候補分子群創製を目指して2018

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      創薬談話会2018 次世代を担う若手のためのメディシナルケミストリーフォーラム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 生理活性天然物の迅速合成・骨格改変の新戦略2018

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      第29回万有仙台シンポジウム 未来を指向した有機合成化学
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] NRPSを活用した化学ー酵素ハイブリッド合成を目指して2018

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      新学術領域研究「生合成リデザイン」第2回若手シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 多環式アルカロイド群のアセンブリーライン合成を目指して2018

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会 有機合成化学を起点とするものづくり戦略 特別企画
    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 天然物群の迅速合成・骨格多様化の新展開2017

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      富山大学 平成29年度生命融合科学教育部シンポジウム ライフサイエンスを開拓先導する分子科学
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Streamlined Integration of Chemical Synthesis and In Vitro Biosynthesis: Expeditious Synthesis of Jornnamycin A2017

    • Author(s)
      Hiroki Oguri
    • Organizer
      Asian Chemical Biology Initiative 2017 Ulaanbaatar Meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 多環式アルカロイド群の化学・酵素ハイブリッド合成2017

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      新学術領域研究「生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学」第二回公開シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 天然物の骨格を多様化する迅速合成プロセスの開発と創薬リード創製2017

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      日本薬学会東海支部特別講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 東京農工大学大学院工学研究院応用化学部門 大栗研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~h_oguri/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京農工大学プレスリリース 化学合成と酵素合成のハイブリッド化が拓く天然物合成の新展開

    • URL

      https://www.tuat.ac.jp/outline/disclosure/pressrelease/2018/20180822_01.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] Chem-Station スポットライトリサーチ

    • URL

      https://www.chem-station.com/blog/2018/10/saframycin.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京農工大学大学院工学研究院応用化学部門 大栗研究室ホームページ

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~h_oguri/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] テトラヒドロイソキノリン環含有化合物の製造方法2019

    • Inventor(s)
      大栗博毅,谷藤 涼,及川英秋
    • Industrial Property Rights Holder
      大栗博毅,谷藤 涼,及川英秋
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] テトラヒドロイソキノリン環含有化合物の製造方法2018

    • Inventor(s)
      大栗博毅,谷藤 涼,及川英秋
    • Industrial Property Rights Holder
      大栗博毅,谷藤 涼,及川英秋
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-144906
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] テトラヒドロイソキノリン環含有化合物の製造方法2018

    • Inventor(s)
      大栗博毅・谷藤涼・及川英秋
    • Industrial Property Rights Holder
      大栗博毅・谷藤涼・及川英秋
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-048897
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi