2018 Fiscal Year Research-status Report
補助集光性カロテノイドの創製による海洋光合成初期過程の機構解明
| Project/Area Number |
17K05935
|
|---|
| Research Institution | Osaka City University |
|---|
Principal Investigator |
坂口 和彦 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (80264795)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 多官能性カロテノイド / ペリジニン / フコキサンチン / 海洋光合成初期過程 / 超分子複合体 / デオキシペリジニン / パラセントロン / エネルギー伝達 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
藻類由来の多官能性カロテノイドのペリジニンおよびフコキサンチンは、海洋光合成初期過程を担う集光性補助色素であり、クロロフィルおよびタンパク質と共に超分子複合体（PCPおよびFCP）を形成し、吸収した光エネルギーを超効率的に（>95%および>80%）クロロフィルへ伝達する。本研究の目的は、この超効率的エネルギー伝達機構の解明である。これまでの分光学的研究により、ペリジニンおよびフコキサンチンは新規なICT（分子内電荷移動）エネルギー励起準位を持つことが明らかとなっている。これより、ICT準位の介在が海洋光合成の超効率的なエネルギー伝達に深く関わっていること、また、ICT準位の発現には、両者の化学構造に共通な「アレンとカルボニル基が共役した特徴的なポリエン構造」が重要であることが提唱されている。
超効率的エネルギー伝達機構の解明には、ICT特性をチューニングしたカロテノイドを組み込んだ超分子複合体の再構成とそのエネルギー伝達効率の測定が必須となるが、我々の研究アプローチは、ペリジニンおよびフコキサンチンをリード化合物とし、超分子複合体の再構成が可能なカロテノイド類縁体を創成することである。
平成29年度は、ペリジニンからカルボニル基を取り去った構造を持つデオキシペリジニンの合成に成功した。平成30年度は、フコキサンチンと同じ共役鎖を持ち、フコキサンチンに類似したICT特性を持つことが分かっているパラセントロンに注目し、2種のパラセントロン誘導体の合成を達成するとともに、側鎖にアシロキシ基を持つ天然物19-ヘキサノイルオキシパラセントロンの合成に取り組んだ。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
天然物19-ヘキサノイルオキシパラセントロンの合成に向けて、側鎖に酸素官能基を持つ新奇な両官能性ポリエンフラグメントの合成に成功した。現在、カップリングによるポリエン鎖の伸長を検討している。また、ICT特性をチューニングしたカロテノイド創成の一環として、共役鎖長の短いパラセントロン誘導体、および、カルボニル基をアセタールに変換したパラセントロン誘導体の合成に成功した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
19-ヘキサノイルオキシパラセントロンの合成を達成する。また、以前に合成したデオキシペリジニンをはじめ、合成できたパラセントロン誘導体を用いた超分子複合体の再構成の研究を推進する。カロテノイド合成法の拡張を目指し、鈴木-宮浦カップリング法、Stilleカップリング法に加え、檜山カップリング法を組み入れた新たなポリエン鎖の構築法の検討に着手する予定である。
|
| Causes of Carryover |
今後の当該研究の推進には、種々の金属を用いたカップリング反応に加え、当初想定していなかったオレフィンメタセシス、檜山カップリング反応などを行う必要があり、多種多様な金属触媒およびリガンドが新たに必要となる。そのための費用として当該年度の直接経費の一部を基金として次年度に繰り越した。
基金として繰り越した分は、上記を含む比較的高価な試薬の購入に充当する計画である。また、研究を担当した大学院生の学会参加費、交通費および宿泊費の補助にも充当したい。
|
