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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Automated synthesis and Functional Evaluation of Oligosaccharides as Biologically Active Middle Molecules

Planned Research

Project AreaMiddle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis.
Project/Area Number 15H05844
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

野上 敏材  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60402963)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 敏幸  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50193503)
Project Period (FY) 2015-06-29 – 2020-03-31
Keywordsオリゴ糖 / グリコシル化反応 / 立体制御 / イオン液体タグ
Outline of Annual Research Achievements

計画では本年度前半までに①TMG-キトトリオマイシン合成をモデルとしたオリゴ糖合成の高効率化を完了し、年度当初から②硫酸化されたオリゴ糖のライブラリー合成に着手する予定であった。①については当初、糖供与体に対応する糖鎖ビルディングブロックに対してイオン液体タグを導入してオリゴ糖合成を計画していたが、糖供与体の水酸基に導入した場合にはイオン液体タグが立体選択性に影響を及ぼし、特に今回の合成では目的としないα体を選択的に与えることが分かった。そこで、糖受容体側の糖鎖ビルディングブロックに対してイオン液体タグを導入して、還元末端側からの糖鎖伸長反応を行い、TMG-キトトリオマイシン前駆体四糖の合成に成功した。②についてはこれまでに立体選択的合成に成功していた単糖がグルコサミンに限られていたため、グルコースとマンノースについて1,2-trans-グリコシド結合を選択的に与える糖鎖ビルディングブロックを開発した。隣接基効果を期待して、2位水酸基上の保護基を種々検討したが、いずれの場合も2位水酸基上にピバロイル基を導入した場合が最も高い収率で目的のグリコシドを与えることが明らかになった。マンノースの場合では6位水酸基にピバロイル基を導入した場合でもα選択的に目的のグリコシドが得られたことから、6位からの隣接基関与の可能性も示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

イオン液体タグによる糖鎖合成効率化に関しては予想外の立体選択性への影響から3か月程度予定をオーバーしたが、目的のTMG-キトトリオマイシン前駆体四糖の合成は予定通り達成し、イオン液体タグの効果も明らかに出来た。硫酸化オリゴ糖合成に関しては、基礎的な知見を集めることが出来、グルコサミン以外にマンノースやグルコースにまで基質拡張出来たのは大きな成果であると考えている。

Strategy for Future Research Activity

まずはグルコースのみで構成されるオリゴ糖を合成する技術を確立し、並行してグルコースのグルクロン酸への変換や二種類の単糖を交互に液相電解自動合成するための装置開発も実施する。

  • Research Products

    (18 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Ionic Liquid Tag with Multiple Functions in Electrochemical Glycosylation2016

    • Author(s)
      Nokami, T.; Sasaki, N.; Isoda, Y.; Itoh, T.
    • Journal Title

      ChemElectroChem

      Volume: 3 Pages: 2012-2016

    • DOI

      10.1002/celc.201600311

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Improved Performance of a Conducting-Bridge Random Access Memory using Ionic Liquids2016

    • Author(s)
      Harada, A.; Yamaoka, H.; Tojo, S.; Watanabe, K.; Sakaguchi, A.; Kinoshita, K.; Kishida, S.; Fukaya, Y.; Matsumoto, K.; Hagiwara,R.; Sakaguchi, H.; Nokami, T.; Itoh, T.
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry

      Volume: 4 Pages: 7215-7222

    • DOI

      10.1039/c6tc01486k

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extraction of polysaccharides from Japanese cedar using phosphonate-derived polar ionic liquids having functional groups2016

    • Author(s)
      Fukaya, Y.; Asai, R-i.; Kadotani, S.; Nokami, T.; Itoh, T.
    • Journal Title

      Bulletin of Chemical Society of Japan

      Volume: 89 Pages: 879-886

    • DOI

      10.1246/bcsj.20160073

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation, Characterization, and Reactions of Thionium Ions Based on the Indirect Cation Pool Method2016

    • Author(s)
      Shimizu, A.; Takeda, K.; Mishima, S.; Saito, K.; Kim, S.; Nokami, T.; Yoshida, J.
    • Journal Title

      Bulletin of Chemical Society of Japan

      Volume: 89 Pages: 61-66

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150323

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CO2 Solubility in Ether Functionalized Ionic Liquids on Mole Fraction and Molarity Scales2016

    • Author(s)
      Kanakubo, M.; Makino, T.; Taniguchi, T.; Nokami, T.; Itoh, T.
    • Journal Title

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      Volume: 4 Pages: 525-535

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.5b00960

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 二種類の支持電解質共存条件下における立体選択的グリコシル化反応2016

    • Author(s)
      北村京、磯田悠太、 佐々木紀彦、佐藤匠、野上敏材、伊藤敏幸
    • Organizer
      第35回日本糖質学会
    • Place of Presentation
      高知文化プラザ かるぽーと
    • Year and Date
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [Presentation] 電解グリコシル化反応のための多機能型イオン液体タグ開発2016

    • Author(s)
      佐々木紀彦、磯田悠太、野上敏材、伊藤敏幸
    • Organizer
      第35回日本糖質学会
    • Place of Presentation
      高知文化プラザ かるぽーと
    • Year and Date
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [Presentation] 混合支持電解質条件を用いた立体選択的なTMG-キトリオマイシン類縁体2016

    • Author(s)
      磯田 悠太、北村京、佐々木紀彦、高橋宗治、野上敏材、伊藤敏幸
    • Organizer
      第35回日本糖質学会
    • Place of Presentation
      高知文化プラザ かるぽーと
    • Year and Date
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [Presentation] オリゴマンノシド前駆体の液相電解自動合成2016

    • Author(s)
      佐藤 匠、佐々木紀彦、 野上敏材、伊藤敏幸
    • Organizer
      第35回日本糖質学会
    • Place of Presentation
      高知文化プラザ かるぽーと
    • Year and Date
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [Presentation] 酵素による速度論的光学分割を経る活性含フッ化糖のDe Novo合成2016

    • Author(s)
      野上 敏材、 林 詩穂、 塚原 綾菜、 高柳 惠輔、 伊藤 敏幸
    • Organizer
      第35回日本糖質学会
    • Place of Presentation
      高知文化プラザ かるぽーと
    • Year and Date
      2016-09-01 – 2016-09-03
  • [Presentation] Ionic Liquid Tag as a Multiple Functional Tag for Electrochemical Glycosylation2016

    • Author(s)
      Norihiko Sasaki, Yuta Isoda, Toshiki Nokami, Toshiyuki Itoh
    • Organizer
      International Carbohydrate Symposium 2016
    • Place of Presentation
      The Marriott New Orleans
    • Year and Date
      2016-07-17 – 2016-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Total Synthesis of TMG-chitotriomycin Based on the Automated Electrochemical Synthesis of the Precursor Tetrasaccharide2016

    • Author(s)
      Yuta Isoda, Norihiko Sasaki, Kei Kitamura, Toshiki Nokami, Toshiyuki Itoh
    • Organizer
      International Carbohydrate Symposium 2016
    • Place of Presentation
      The Marriott New Orleans
    • Year and Date
      2016-07-17 – 2016-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement of stereoselectivity in the electrochemical glycosylation with mixed electrolyte system2016

    • Author(s)
      Toshiki Nokami, Kei Kitamura, Yuta Isoda, Norihiko Sasaki, Toshiyuki Itoh
    • Organizer
      International Carbohydrate Symposium 2016
    • Place of Presentation
      The Marriott New Orleans
    • Year and Date
      2016-07-17 – 2016-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrochemical Approach toward Automated Solution-Phase Synthesis of Oligosaccharide2016

    • Author(s)
      Toshiki Nokami and Toshiyuki Itoh
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Middle Molecular Strategy
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター
    • Year and Date
      2016-07-02 – 2016-07-03
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of Ionic Liquid-Tagged Carbohydrate Building Blocks for Electrochemical Glycosylation2016

    • Author(s)
      Toshiki Nokami, Norihiko Sasaki, Yuta Isoda, Toshiyuki Itoh
    • Organizer
      The 229th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      Hilton Bayfront, San Diego
    • Year and Date
      2016-05-29 – 2016-06-02
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Science of Synthesis Section 30.1.32016

    • Author(s)
      Nokami, T.
    • Total Pages
      24
    • Publisher
      Thieme
  • [Remarks] 鳥取大学大学院持続性社会創生科学研究科伊藤研究室ホームページ

    • URL

      http://www.chem.tottori-u.ac.jp/~itoh/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 糖の製造方法2017

    • Inventor(s)
      野上敏材、伊藤敏幸
    • Industrial Property Rights Holder
      鳥取大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2017-045179
    • Filing Date
      2017-03-09

URL: 

Published: 2018-01-16  

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