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元素置換戦略による多環性天然物の迅速合成と機能性プローブ創製

Publicly Offered Research

Project AreaChemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity
Project/Area Number 26102702
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 (2015)
Hokkaido University (2014)

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) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords骨格多様化合成 / 元素置換 / アルテミシニン / マラリア / 触媒的不斉合成 / 低原子価チタン / トリオキサン / 天然物 / ケミカルバイオロジー / 元素置換戦略
Outline of Annual Research Achievements

抗マラリア剤アルテミシニンの構成要素を簡略化せずに,窒素官能基や非天然型置換基を導入した6-アザ-アルテミシニン群を設計した。縮環骨格6位の不斉炭素を窒素へ置換する“元素置換戦略”により,(I)柔軟な構造多様化が可能な迅速合成(3-5工程)プロセス,(II)水溶性・薬物動態の改善,(III)ハイブリッド分子群の創製,の実現を目論んだ。
窒素の反応性を活用したアプローチで,3つのセグメントから僅か3ポットの変換でアザ-アルテミシニン骨格を不斉合成した。銅触媒による触媒的不斉三成分連結反応でエンイン環化前駆体(>95%ee)を一挙に合成した[ポット①]。次に,低原子価チタンで環化させ、Z配置のビニルシランを導入したピペリジン環を高ジアステレオ選択的に構築した[ポット②]。活性発現に重要なトリオキサン部位の構築については,i) カルボニル保護基の除去,ii) アミノ基の保護,iii) ビニルシランとオゾンとの1,3-双極子付加,iv) シリル基転位を伴う環開裂によるシリルペルオキシドとアルデヒドの導入,v) 連続的なアセタール形成をワンポットで進行させる手法を確立した[ポット③]。6-アザ-アルテミシニン骨格を三成分連結反応から3ポットで不斉合成するモジュラー式迅速合成プロセスを開発することができた。
国内共同研究で抗マラリア活性を評価した。In Vitro活性評価試験で、窒素上の置換基が活性に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。また,C9 位にメチル基を導入すると一般に活性が向上する傾向を見出した。更に、窒素上にベンジル基,C9位にメチル基を導入したアザ-アルテミシニンがアルテミシニンよりも優れたIn Vivo活性を示し,抗マラリア薬アルテスネートに比肩する治療効果を示した。N6,C9位の置換基が相乗的に活性向上に寄与する結果と考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Medicines for Malaria Venture(スイス)

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  • [Int'l Joint Research] Institut Pasteur du Cambodge(カンボジア)

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  • [Journal Article] Biomimetic assembly lines producing natural product analogs: Strategies from a versatile manifold to skeletally diverse scaffolds2016

    • Author(s)
      Hiroki Oguri
    • Journal Title

      Chemical Record

      Volume: 16 Pages: 652-666

    • DOI

      10.1002/tcr.201201600213

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 炭素鎖のコンフォメーションを制御するアセンブリーライン合成2015

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Journal Title

      化学と工業

      Volume: 69 Pages: 357-357

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 天然物の骨格を多様化するアセンブリーライン合成を目指して2016

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会 特別企画講演: 反応集積化による生体機能中分子の効率合成
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス(京田辺市,京都)
    • Year and Date
      2016-03-27
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    • Invited
  • [Presentation] Development of Chemical Assembly Lines for Skeletally Diverse Indole Alkaloids and its Variants2016

    • Author(s)
      Hiroki Oguri
    • Organizer
      Japan-Germany Workshop on “Molecular Technology”
    • Place of Presentation
      Wallstreet Hotel, Berlin, Germany
    • Year and Date
      2016-03-18
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of Artificial Assembly Line for Skeletally Diverse Natural Products and its Variants2015

    • Author(s)
      Hiroki Oguri
    • Organizer
      Pacifichem2015 Molecular Function of Natural Products: Advances towards Chemical Biology
    • Place of Presentation
      Hilton Hawaiian Village Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of Chemical Assembly Lines for Skeletally Diverse Natural Products and its Variants2015

    • Author(s)
      Hiroki Oguri
    • Organizer
      The 15th Tateshina Conference of Organic Chemistry
    • Place of Presentation
      Tateshina Forum Chino, Nagano, JAPAN
    • Year and Date
      2015-11-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 多官能性天然物の骨格多様化合成2015

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      ITBM/IGER Chemistry Workshop ~ Symposium of Organic Chemistry by Students ~
    • Place of Presentation
      名古屋大学 野依記念物質科学研究館 名古屋、愛知
    • Year and Date
      2015-10-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 骨格を多様化する迅速合成プロセスの開発:天然物に学ぶ10年の歩み2015

    • Author(s)
      大栗博毅
    • Organizer
      日本薬学会東北支部主催 第14回化学系若手研究者セミナー
    • Place of Presentation
      東北大学薬学部セミナー室 仙台、宮城
    • Year and Date
      2015-09-05
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Chemical Assembly Lines for Skeletally Diverse Natural Product Analogs2015

    • Author(s)
      Hiroki Oguri
    • Organizer
      IUPAC-2015 Busan 48th General Assembly, 45th World Chemistry Congress, Chemistry of Life: Advances in Molecular Diversity
    • Place of Presentation
      BEXCO Busan, Korea
    • Year and Date
      2015-08-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 6-アザ-アルテミシニン群の短段階不斉合成法の開発2015

    • Author(s)
      鈴木 峻・比留間 貴久・溝口 玄樹・落合 恭平・石山 亜紀・岩 月 正人・乙黒 一彦・大村 智・大栗 博毅・及川 英秋
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 6-アザ-アルテミシニン群の設計と短段階不斉合成法の開発2014

    • Author(s)
      鈴木峻、比留間貴久、落合恭平、溝口玄樹、及川英秋、大栗博毅
    • Organizer
      第106回有機合成シンポジウムプログラム
    • Place of Presentation
      早稲田大学国際会議場(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2014-11-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Design and de novo synthesis of aza-artemisinins2014

    • Author(s)
      Hiroki Oguri
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Chemical Biology of Natural Products: Target ID and Regulation of Bioactivity
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2014-10-28 – 2014-10-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京農工大学 大学院工学研究院 大栗研究室

    • URL

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

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2022-02-22  

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