2019 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of light-harvesting carotenoids toward elucidation of the mechanism of the initial process of marine photosynthesis
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17K05935
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
坂口 和彦 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (80264795)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | フコキサンチン / パラセントロン / 19-ヘキサノイルオキシパラセントロン / クロスカップリング / 両官能性ジエン / 光合成初期過程 / 超効率的エネルギー伝達 / ICT準位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
藻類由来の多官能性カロテノイドのフコキサンチンは、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を形成し、吸収した光エネルギーを超効率的に（>80%）クロロフィルへ伝達する。この超効率的エネルギー伝達機構の解明には、超分子複合体の再構成が必須となるが、フコキサンチンを用いた再構成は困難であり未だ達成されていない。我々は、これまでに、フコキサンチンと同じアレンとカルボニル基が共役するポリエン鎖を持つとともに構造が単純化されたパラセントロンに注目し、その全合成を達成し、パラセントロンがICT（分子内電荷移動）特性（超効率的なエネルギー伝達に深く関わっているとされる）を持つことを明らかにした。本研究の目的は、パラセントロンをリード化合物とした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。
しかし、先のパラセントロンの全合成において、アレン形成の際、クロスカップリングに必要なホウ素官能基が共存できない、という課題が残った。そこで、本研究では、まず、カロテノイド類縁体の合成を推進する上で問題となる課題の解決を目指した。その結果、ヨードアレンとC5ジエンフラグメントの直接Stilleカップリングによるホウ素官能基含有ポリエンの構築に成功し、逐次的クロスカップリング法によるパラセントロンの全合成を達成できた。次に、側鎖に酸素官能基を持つ19-ヘキサノイルオキシパラセントロンの合成に取り組み、確立した方法論によりその全合成に成功した。
また、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、新たに檜山カップリング法の導入に取り組み、ケイ素とホウ素を含む新奇なC5ジエンフラグメントを設計し、檜山カップリング法を組み入れたポリエン鎖の伸長に成功した。
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