2018 Fiscal Year Research-status Report
神経変性疾患予防を指向した未解明天然物の網羅全合成と構造活性相関
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17K07779
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小林 正治 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (30374903)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長井 薫 千里金蘭大学, 生活科学部, 教授 (20340953)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 天然物 / ヘリセノン / アセトゲニン / 全合成 / 構造活性相関 / 小胞体ストレス / 神経保護効果 / 絶対配置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，天然食品由来の生物活性物質を標的として，活性化合物の全合成ならびに化合物レベルでの神経細胞保護効果を検証している．本年度は主に，１）神経保護効果の期待できるヘリセノンC~Hおよび5’-ヒドロキシヘリセノンFの効率全合成と小胞体ストレス依存性神経細胞死に対する細胞保護活性，２）ビスTHF環構造をもつ紅藻由来の含臭素アセトゲニン類（イソローレニディフィシン，ブロムローレニディフィシン，ローレンマリアレン）の全合成と構造決定について検討した．１）に関しては，モンモリロナイト鉱とモレキュラーシーブを用いるゲラニル基の1,3-転位反応を鍵として，脂肪酸鎖の異なるヘリセノンC~Hならびに5’-ヒドロキシヘリセノンFの初の全合成に成功した．特に後者の合成に関しては，エポキシド中間体の6-エンド環化を選択的に引き起こす条件を見出した．合成化合物に関して，マウス神経芽細胞腫Neuro2a細胞を用いて小胞体ストレス依存性細胞死に対する細胞保護効果を検証したが，評価系の最適化に時間を要し，有効なデータを得るには至らなかった．この点は今年度引き続いて検証する必要がある．一方，２）に関しては，前年度に開発したシス型特異的な環縮小反応を鍵反応として，２種類の天然物（イソローレニディフィシンおよびブロムローレニディフィン）の初の全合成に成功した．これらの天然物の絶対配置は今まで未知であったが，今回の合成により天然物の立体構造が明らかになった．また，共役トリエンやブロモアレン構造を特徴とするローレンマリアレンの合成において，懸案であった側鎖の立体選択的導入法を見出し，今後の全合成に向けた道筋をつけることができた．以上の結果は，キノコや海藻に含まれる未解明天然物の効率供給と機能解明につながる有益なものである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヘリセノン類の合成に関しては，当面の目標であったケトンおよび脂肪酸鎖を含むヘリセノンC~Hおよびその関連天然物や類縁化合物の全合成に成功した．細胞保護試験の条件最適化に時間を要しているが，構造活性相関解析に必要なサンプル類は揃っており，実験条件を精査すれば適切に試験できる状況にある．前年度に，脂肪酸エステルに関する位置異性体が天然物よりも強い保護活性を持つことを見出したが，それに対応する誘導体の合成は進んでいないため，今年度に推進する必要がある．一方，アセトゲニン類の合成に関しては，絶対配置が不明であった２種類の天然物の全合成を達成し，アセトゲニンの多様な立体化学の構築に，我々の開発した立体特異的環縮小反応の合成戦略が適用可能であることを実証した．ビスTHF環を母骨格とする天然アセトゲニン類の網羅合成が着実に進んでおり，概ね当初の計画に沿った進行度である．
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| Strategy for Future Research Activity |
ヘリセノン類に関しては，オレイン酸やリノール酸を側鎖に含む誘導体ならびに活性の増強が期待される位置異性体を合成し，前年度に合成した化合物を含め（特に5’位にケトン基を持つヘリセノン類），包括的に神経細胞効果を検証する．得られた構造活性相関から細胞保護効果の発現に必要な官能基を精査し，それを踏まえた新規分子の設計・合成に着手する．一方，紅藻由来のアセトゲニン類に関しては，THF環に二重結合を含む天然物群（ローレンマリアレンやオカムラレンなど）の一般合成法を検討するとともに，これらの全合成を進める．合成した化合物については，神経変性疾患に関わると考えられているヒストンアセチル化への影響を調査するため，ヒストン脱アセチル化酵素(Hdac)活性アッセイキットを用いて酵素阻害活性があるかどうか検討する．
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| Causes of Carryover |
当初はサンプル濃縮用に多検体濃縮装置（コンビニエバポ）と真空ポンプを購入する予定であったが，既存の装置を活用して対応することができたため購入を見合わせた．これにより繰越金が発生した．今年度の助成金は，試料乾燥用の真空ポンプ，合成用試薬や器具，酵素活性キットなどの購入と，情報収集および成果発表のための学会参加費や旅費，論文執筆に伴う英文校正費などに使用する計画である．
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