微量複雑海洋天然物の合理的構造単純化及び作用解析

• Project Area: Chemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity
• Project/Area Number: 26102708
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 不破 春彦 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (90359638)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2014: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: ケミカルバイオロジー / 全合成 / 構造決定 / 蛍光プローブ / 作用機序解析 / 海洋天然物 / マクロリド / 細胞増殖阻害作用 / 作用解析 / 標的分子探索

Outline of Annual Research Achievements

本年度は前年度に引き続き，複雑海洋天然物イリオモテオリド-2aの全合成研究を行った。昨年度末までに，イリオモテオリド-2a提出構造式には帰属の誤りがあることが明らかとなった。そこで，本天然物に含まれる不斉炭素原子の立体配置の帰属を再検証することにした。合成品と天然標品のNMRスペクトルデータを比較した結果，C12/C13の相対配置の帰属に誤りがあり，C13位を起点に相対配置が決定されたC15及びC16位の立体配置も誤っているものと考えた。
以上の経緯から，提出構造式の13,15,16-epi体を新たなターゲット分子に設定した。この際，ビステトラヒドロフラン部分構造は，Sharpless不斉エポキシ化とエポキシド連続環化反応を一挙に達成する新しい戦略で立体選択的に構築することに成功した。その後は提出構造式の全合成法に則り，13,15,16-epi体の全合成を達成した。しかしまたも，合成品の1H及び13C NMRスペクトルデータは天然標品のそれと一致しなかった。

本年度はまた複雑海洋天然物ネオペルトリドの蛍光標識プローブを創出し，生細胞における局在解析を行った。独自の構造活性相関解析の知見を踏まえ，8,9-デヒドロネオペルトリド(8,9-DNP)のC11位を修飾して蛍光色素を連結させ，数種の蛍光標識プローブを取得した。細胞増殖阻害試験と生細胞染色試験でプローブを評価した結果，BODIPY-FLを導入した8,9-DNP-BODIPYが最も優れたパフォーマンスを示した。8,9-DNP-BODIPYとオルガネラマーカーによる生細胞二重染色試験を行った結果，本化合物は主として小胞体に速やかに集積し，親化合物である8,9-DNPにより蛍光染色が競争的に阻害された。領域内の共同研究者による線虫初期胚の染色実験でも同様の結果が得られた。

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。

Research Products

• [Journal Article] Total Synthesis and Complete Stereostructure of a Marine Macrolide Glycoside, (－)-Lyngbyaloside B (2016)
  • Author(s): H. Fuwa, N. Yamagata, Y. Okuaki, Y. Ogata, A. Saito, M. Sasaki
  • Journal Title: Chemistry - A European Journal Volume: 22 Issue: 20 Pages: 6815-6829
  • DOI: 10.1002/chem.201600341
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Contemporary Strategies for the Synthesis of Tetrahydropyran Derivatives: Application to Total Synthesis of Neopeltolide, a Marine Macrolide Natural Product (2016)
  • Author(s): H. Fuwa
  • Journal Title: Marine Drugs Volume: 14 Issue: 4 Pages: 65-65
  • DOI: 10.3390/md14040065
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Complete Stereochemical Assignment of Campechic Acids A and B (2016)
  • Author(s): R. Isaka, L. Yu, M. Sasaki, Y. Igarashi, H. Fuwa
  • Journal Title: The Journal of Organic Chemistry Volume: 81 Issue: 6 Pages: 2213-2227
  • DOI: 10.1021/acs.joc.5b02650
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Potassium Currents Inhibition by Gambierol Analogs Prevents Human T Lymphocyte Activation (2015)
  • Author(s): J. A. Rubiolo, C. Vale, V. Martin, H. Fuwa, M. Sasaki, L. M. Botana
  • Journal Title: Archives of Toxicology Volume: 89 Issue: 7 Pages: 1119-1134
  • DOI: 10.1007/s00204-014-1299-2
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Concise synthesis of the C15-C38 fragment of okadaic acid, a specific inhibitor of protein phosphatases 1 and 2A (2015)
  • Author(s): H. Fuwa, K. Sakamoto, T. Muto, M. Sasaki
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 71 Issue: 37 Pages: 6369-6383
  • DOI: 10.1016/j.tet.2015.04.001
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Concise synthesis of the C15-C38 fragment of okadaic acid: Application of Suzuki-Miyaura reaction to spiroacetal synthesis (2015)
  • Author(s): Haruhiko Fuwa, Keita Sakamoto, Takashi Muto, Makoto Sasaki
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 17 Issue: 2 Pages: 366-369
  • DOI: 10.1021/ol503491t
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and biological evaluation of (+)-neopeltolide analogues: Importance of the oxazole-containing side chain (2014)
  • Author(s): H. Fuwa, T. Noguchi, M. Kawakami, and M. Sasaki
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Lett. Volume: 24 Issue: 11 Pages: 2415-2419
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2014.04.031
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Programmed cell death induced by 8,9-dehydroneopeltolide in human promyelocytic leukemia HL-60 cells under energy stress conditions (2014)
  • Author(s): Haruhiko Fuwa, Mizuho Sato, Makoto Sasaki
  • Journal Title: Marine Drugs Volume: 12 Issue: 11 Pages: 5576-5589
  • DOI: 10.3390/md12115576
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Total synthesis, stereochemical reassignment, and biological evaluation of (-)-lyngbyaloside B (2014)
  • Author(s): Haruhiko Fuwa, Yuta Okuaki, Naoya Yamagata, Makoto Sasaki
  • Journal Title: Angewandte Chemie International Edition Volume: 54 Issue: 3 Pages: 868-873
  • DOI: 10.1002/anie.201409629
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ネオペルトリド蛍光標識アナログの合成と機能評価 (2016)
  • Author(s): 柳 翔太，野口拓真，川上雅人，佐々木 誠，不破春彦，丹羽伸介，杉本亜砂子
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府京田辺市）
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] イリオモテオリド-2aの全合成研究 (2016)
  • Author(s): 坂本渓太，佐々木 誠，不破春彦
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府京田辺市）
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] ガンビエロール光感応基標識アナログの合成と機能評価 (2016)
  • Author(s): 小野寺悠，廣田一晃，佐々木 誠，不破春彦
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府京田辺市）
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] アンフィジノリドNの全合成研究 (2016)
  • Author(s): 豊島 惇，川島悠岐，不破春彦，佐々木 誠
  • Organizer: 日本化学会第96春季年会
  • Place of Presentation: 同志社大学（京都府京田辺市）
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] Total Synthesis, Stereochemical Revision, and Biological Evaluation of Lyngbyaloside B, a Marine Macrolide Glycoside (2015)
  • Author(s): H. Fuwa, Y. Okuaki, N. Yamagata, M. Sasaki
  • Organizer: PACIFICHEM2015
  • Place of Presentation: ホノルル（米国）
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Synthetic Studies on Iriomoteolide-2a (2015)
  • Author(s): K. Sakamoto, A. Hakamata, H. Fuwa, M. Sasaki
  • Organizer: PACIFICHEM2015
  • Place of Presentation: ホノルル（米国）
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Studies toward the Total Synthesis of Amphidinolide N (2015)
  • Author(s): Y. Kawashima, H. Fuwa, M. Sasaki
  • Organizer: PACIFICHEM2015
  • Place of Presentation: ホノルル（米国）
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] リングビアロシドBの全合成と構造改訂 (2015)
  • Author(s): 奥秋佑太，山縣直哉，尾形有也，不破春彦，佐々木 誠
  • Organizer: 第108回有機合成シンポジウム
  • Place of Presentation: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-11-05
• [Presentation] 複雑海洋天然物の全合成と構造改訂 (2015)
  • Author(s): 不破春彦
  • Organizer: 平成27年度化学系学協会東北大会・有機化学コロキウム
  • Place of Presentation: 弘前大学（青森県弘前市）
  • Year and Date: 2015-09-13
  • Invited
• [Presentation] リングビアロシドBの全合成と完全立体構造決定 (2015)
  • Author(s): 不破春彦，山縣直哉，奥秋佑太，尾形有也，佐々木 誠
  • Organizer: 第57回天然有機化合物討論会
  • Place of Presentation: 神奈川県民ホール（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] 海洋マクロリド天然物の全合成とケミカルバイオロジー (2015)
  • Author(s): 不破春彦
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会、委員会企画「天然物化学研究の最前線：生合成とケミカルバイオロジーの新展開」
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
  • Invited
• [Presentation] リングビアロシドBの全合成と構造改訂 (2015)
  • Author(s): 奥秋佑太・不破春彦・佐々木誠
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] オカダ酸C15-C38フラグメントの効率的合成 (2015)
  • Author(s): 坂本渓太・不破春彦・佐々木誠
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 船橋
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] Synthetic and structural studies on lyngbyaloside B, a cytotoxic marine macrolide glycoside (2014)
  • Author(s): H. Fuwa
  • Organizer: The 3rd International Symposium on Chemical Biology of Natural Products: Target ID and Regulation of Bioactivity
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-10-28 – 2014-10-29
• [Presentation] ネオペルトリド類縁体のHL-60細胞に対する作用解析研究 (2014)
  • Author(s): 佐藤みずほ・不破春彦・佐々木誠
  • Organizer: 第56回天然有機化合物討論会
  • Place of Presentation: 高知
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [Presentation] イリオモテオリド-2aの全合成研究 (2014)
  • Author(s): 袴田旺弘・不破春彦・佐々木誠
  • Organizer: 第44回複素環化学討論会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] イリオモテオリド-2aの全合成研究 (2014)
  • Author(s): 袴田旺弘・不破春彦・佐々木誠
  • Organizer: 第25回万有仙台シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-06-14
• [Presentation] ネオペルトリド類縁体のHL-60細胞に対する作用解析研究 (2014)
  • Author(s): 佐藤みずほ・不破春彦・佐々木誠
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー学会第9回年会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [Presentation] 海洋天然物イリオモテオリド-2aの全合成研究 (2014)
  • Author(s): 不破春彦
  • Organizer: 新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー：分子標的と活性制御」第六回領域公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2014-05-28 – 2014-05-29
• [Book] Strategies and Tactics in Organic Synthesis (2016)
  • Author(s): H. Fuwa
  • Publisher: Elsevier