フォールドマーによる不斉有機分子触媒の創製

• Project Area: Advanced Molecular Transformations by Organocatalysts
• Project/Area Number: 26105745
• 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: Nagasaki University
• Principal Investigator: 田中 正一 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (00227175)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2015: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 有機化学 / 触媒・化学プロセス / 分子認識 / 生体分子 / ペプチド / 環状アミノ酸 / ２次構造 / タンパク質

Outline of Annual Research Achievements

ヘリカル２次構造ペプチド（フォールドマー）を独自な環状アミノ酸を利用して合成し、その２次構造を精密構造解析するとともに、ヘリックス構造を不斉有機分子触媒として用いる不斉反応を開発するために実験を行った。以下に項目毎に実績をまとめる。
１．キラルなアセタールを有する４員環状アミノ酸を設計し、そのホモオクタペプチドを合成した。また、嵩高い部位をアセタールとして有する６員環状アミノ酸を設計し、そのホモオクタペプチドを合成した。これらのオクタペプチドは、ヘリックス２次構造をとっていることが示唆されたが、ヘリックスの巻き方は完全には片方に制御できていなかった。また、架橋部位をもつ５員環状ジ置換アミノ酸をペプチドの中に導入し、架橋によりヘリカル２次構造を安定化したペプチドは、配列によっては非常に優れた不斉エポキシ化反応の触媒として機能することが分かった。また、Ｎ末にアキラルなプロリンアナログを導入したペプチドを合成した。
２．環状アミノ酸を導入したヘリカル２次構造ペプチドを合成し、そのα-ヘリカル２次構造をＸ線結晶解析により精密解析した。このＮ末に２つのL-Trpを導入したα-ヘリカルペプチドは、α,β-不飽和ケトン化合物へのニトロメタンや、マロン酸ジエステルの優れた不斉1,4-付加反応の有機分子触媒として働くことが分かった。Ｎ末のアミドN-Hの重要性を明らかとするために、アミド-NH-を-O-に変換したデプシペプチドを用いた場合に、生成物の鏡像体過剰率がどう変化するか調べ、不斉誘起機構の推定を行った。

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] Conformational studies on peptides having dipropylglycine (Dpg) or 1-aminocycloheptanecarboxylic acid (Ac7c) within the sequence of L-leucine (Leu) residues (2016)
  • Author(s): M. Oba, H. Nonaka, M. Doi, M. Tanaka
  • Journal Title: Biopolymers (Pept.Sci.) Volume: 106 Issue: 2 Pages: 210-218
  • DOI: 10.1002/bip.22810
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of chiral five-membered carbocyclic ring amino acids with an acetal moiety and helical conformations of its homo-chiral homopeptide (2016)
  • Author(s): Y. Koba, Y. Hirata, A. Ueda, M. Oba, M. Doi, Y. Demizu, M. Kurihara, M. Tanaka
  • Journal Title: Biopolymers (Pept.Sci.) Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: 555-562
  • DOI: 10.1002/bip.22769
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Helical structures of L-Leu-based peptides having chiral six-membered ring amino acids (2016)
  • Author(s): T. Umeno, A. Ueda, M. Oba, M. Doi, T. Hirata, H. Suemune, M. Tanaka
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 印刷中 Issue: 22 Pages: 3124-3131
  • DOI: 10.1016/j.tet.2016.04.040
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Peptide foldamers composed of six-membered ring α,α-disubstituted α-amino acid with two changeable chiral acetal moieties (2015)
  • Author(s): K. Tanda, R. Eto, K. Kato, M. Oba, A. Ueda, H. Suemune, M. Doi, Y. Demizu, M. Kurihara, M. Tanaka*
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 71 Issue: 23 Pages: 3909-3914
  • DOI: 10.1016/j.tet.2015.04.031
  • NAID: 120006987063
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Amino equatorial effect of a six-membered ring amino acid on its peptide 310- and a-helices (2015)
  • Author(s): Takayuki Hirata, Atsushi Ueda, Makoto Oba, Mitsunobu Doi, Yosuke Demizu, Masaaki Kurihara, Masanobu Nagano, Hiroshi Suemune, Masakazu Tanaka
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 71 Issue: 16 Pages: 2409-2420
  • DOI: 10.1016/j.tet.2015.02.075
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis and Conformational Analysis of Helical Oligomers with a Changeable Chiral Acetal Moiety (2015)
  • Author(s): R. Eto
  • Journal Title: Peptide Science 2014 Volume: - Pages: 217-218
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Helical Peptide-Foldamers Having a Chiral Five-Membered Ring Amino Acid with Two Azido Functional Groups (2014)
  • Author(s): Makoto Oba, Hiroomi Takazaki, Naomi Kawabe, Mitsunobu Doi, Yosuke Demizu, Masaaki Kurihara, Hiromu Kawakubo, Masanobu Nagano, Hiroshi Suemune, and Masakazu Tanaka
  • Journal Title: The Journal of Organic Chemistry Volume: 79 Issue: 19 Pages: 9125-9140
  • DOI: 10.1021/jo501493x
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Conformational studies on peptides having chiral five-membered ring amino acid with two azido or triazole functional groups within the sequence of Aib residues (2014)
  • Author(s): Makoto Oba, Naomi Kawabe, Hiroomi Takazaki, Yosuke Demizu, Mitsunobu Doi, Masaaki Kurihara, Hiroshi Suemune, Masakazu Tanaka
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 70 Issue: 46 Pages: 8900-8907
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.09.086
  • NAID: 120006987171
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 側鎖架橋ヘリカルペプチドの合成と不斉有機分子触媒反応への応用 (2016)
  • Author(s): 上田 篤志, 梅野 智大, 土井 光暢, 田中 正一
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] エチレンアセタールを有するキラル5 員環アミノ酸を含有するペプチドのヘリカル二次構造 (2016)
  • Author(s): 古場 百合恵, 上田 篤志, 大庭 誠, 土井 光暢, 出水 庸介, 栗原 正明, 田中 正一
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] 配座自由度を制限したヘリカルペプチドによる不斉マイケル付加反応 (2016)
  • Author(s): 梅野 智大, 上田 篤志, 土井 光暢, 田中 正一
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] 側鎖修飾した環状α,α-ジ置換アミノ酸よりなるペプチドの二次構造 (2016)
  • Author(s): 江藤 諒, 大庭 誠, 上田 篤志, 土井 光暢, 宇久 翼, 田中 正一
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] Tethered oligopeptides-catalyzed asymmetric conjugate addition reactions (2015)
  • Author(s): Atsushi Ueda, Tomohiro Umeno, Ryo Eto, Masakazu Tanaka
  • Organizer: Pacifichem 2015
  • Place of Presentation: Honolulu (Hawaii)
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] キラルなアセタールを持つ環状ジ置換アミノ酸よりなるペプチドの二次構造解析 (2015)
  • Author(s): 江藤 諒、大庭 誠、上田篤志、土井光暢、宇久 翼、田中正一
  • Organizer: 第32回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 九州保健福祉大学（延岡市）
  • Year and Date: 2015-11-28
• [Presentation] 光学活性α-トリフルオロメチルアミノ酸とそのペプチドの合成研究 (2015)
  • Author(s): 笠江卓矢、上田篤志、大庭 誠、田中正一
  • Organizer: 第32回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 九州保健福祉大学（延岡市）
  • Year and Date: 2015-11-28
• [Presentation] 側鎖にジメトキシ基を有する5員環状ジ置換アミノ酸の合成とそのペプチドの二次構造解析 (2015)
  • Author(s): 福元江里子、上田篤志、大庭 誠、田中正一
  • Organizer: 第32回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 九州保健福祉大学（延岡市）
  • Year and Date: 2015-11-28
• [Presentation] ヘリカルペプチドを不斉触媒として用いたニトロメタンの共役付加反応 (2015)
  • Author(s): 梅野智大, 上田篤志, 土井光暢, 田中正一
  • Organizer: 第32回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 九州保健福祉大学（延岡市）
  • Year and Date: 2015-11-28
• [Presentation] Conformational analysis of peptides composed of chiral cyclic amino acids (2015)
  • Author(s): Yurie Koba, Atsushi Ueda, Makoto Oba, Mitsunobu Doi, Yosuke Demizu, Masaaki Kurihara, Masakazu Tanaka
  • Organizer: 第52回ペプチド討論会
  • Place of Presentation: 平塚中央公民館(平塚市)
  • Year and Date: 2015-11-16
• [Presentation] Asymmetric Michael addition reactions catalyzed by alpha,alpha-disubstituted alpha-amino acids-containing peptides as an organocatalys (2015)
  • Author(s): Tomohiro Umeno, Atsushi Ueda, Kengo Akagawa, Kazuaki Kudo, and Masakazu Tanaka
  • Organizer: The 13th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC-13)
  • Place of Presentation: Rihga Royal Hotel Kyoto, Kyoto
  • Year and Date: 2015-11-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] メントン由来のアセタール構造を持つ環状アミノ酸を含有するペプチドの二次構造解析 (2015)
  • Author(s): 古川かほり、Opiyo George Ouma、大庭 誠、土井光暢、田中正一
  • Organizer: 第41回反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 近畿大学（大阪）
  • Year and Date: 2015-10-26
• [Presentation] Organocatalytic asymmetric conjugate additions catalyzed by peptide foldamers possessing α, α-disubstituted α-amino acids (2015)
  • Author(s): Atsushi Ueda, Tomohiro Umeno, Ryo Eto, Masakazu Tanaka
  • Organizer: 第39回内藤コンファレンス(有機分子触媒の化学)
  • Place of Presentation: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ（北海道）
  • Year and Date: 2015-07-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] キラル5員環状アミノ酸を利用したヘリカル二次構造の制御 (2015)
  • Author(s): 古場百合恵、上田篤志、大庭 誠、土井光暢、田中正一
  • Organizer: 第52回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場(北九州市)
  • Year and Date: 2015-06-28
• [Presentation] 環状アミノ酸含有ペプチドを用いた不斉1,4-付加反応の研究 (2015)
  • Author(s): 梅野智大,上田篤志,田中正一
  • Organizer: 第52回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場(北九州市)
  • Year and Date: 2015-06-28
• [Presentation] 環状アミノ酸を用いたペプチドヘリカル２次構造の精密設計とその応用 (2015)
  • Author(s): 田中 正一
  • Organizer: 第8回有機触媒シンポジウム兼「有機分子触媒による未来型分子変換」第5回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 沖縄県市町村自治会館・自治会館ホール（那覇市）
  • Year and Date: 2015-05-10
  • Invited
• [Presentation] アセタールを有するキラル環状ジ置換アミノ酸によるヘリカル二次構造の制御 (2015)
  • Author(s): 古場百合恵
  • Organizer: 日本薬学会第135年会
  • Place of Presentation: 神戸学院大学（神戸市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] D-トレイトール由来のアセタールを有する六員環状ジ置換アミノ酸よりなるペプチドのコンフォメーション解析 (2015)
  • Author(s): 江藤 諒
  • Organizer: 日本薬学会第135年会
  • Place of Presentation: 神戸学院大学（神戸市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] キラルな５員環状ジ置換アミノ酸含有ペプチドの二次構造解析 (2014)
  • Author(s): 古場百合恵
  • Organizer: 第31回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 第一薬科大学（福岡市）
  • Year and Date: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [Presentation] 環状メチオニンの合成とそのペプチドの二次構造解析 (2014)
  • Author(s): 小野 京
  • Organizer: 第40回反応と合成の進歩シンポジウム
  • Place of Presentation: 東北大学（仙台市）
  • Year and Date: 2014-11-10 – 2014-11-11
• [Presentation] Synthesis and conformational analysis of helical oligomers with a changeable chiral acetal moiety (2014)
  • Author(s): Ryo Eto
  • Organizer: The 51st Japanese Peptide Symposium
  • Place of Presentation: 徳島大学（徳島市）
  • Year and Date: 2014-10-22 – 2014-10-24
• [Presentation] Helical secondary structures of peptides having chiral cyclic amino acid with two azido functional groups (2014)
  • Author(s): Masakazu Tanaka
  • Organizer: 33rd European Peptide Symposium
  • Place of Presentation: National Palace of Culture (Sofia)(ブルガリア)
  • Year and Date: 2014-08-31 – 2014-09-05
• [Presentation] Design and synthesis of conformational freedom-restrcted cyclic alpha,alpha-disubstituted alpha-amino acids and the structural study of their oligopeptides (2014)
  • Author(s): Fredrick Ochieng Mera
  • Organizer: 第51回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場（北九州市）
  • Year and Date: 2014-06-28
• [Presentation] ヘリカル２次構造の不斉有機分子触媒としての利用 (2014)
  • Author(s): 古場百合恵
  • Organizer: 分子活性化-有機分子触媒合同シンポジウム第４回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
  • Year and Date: 2014-06-20 – 2014-06-21
• [Remarks] 薬化学分野
  • URL: http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/biomimic/index-j.html
• [Remarks] 長崎大学研究者総覧データ
  • URL: http://research.jimu.nagasaki-u.ac.jp/IST?ISTActId=FINDJPDetail&ISTKidoKbn=&ISTErrorChkKbn=&ISTFormSetKbn=&ISTTokenChkKbn=&userId=100000333