2021 Fiscal Year Research-status Report
Integrated analysis of chemical reaction products in Cretaceous amber and their biological activity
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21K05399
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
木村 賢一 岩手大学, 農学部, 教授 (30344625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越野 広雪 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, ユニットリーダー (50321758)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 久慈産琥珀 / 遺伝子変異酵母株 / kujigamberol / rsp5A401E株 / ユビキチンリガーゼ / seco-kujigamberol / 抗アレルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
世界の琥珀の中で、久慈産琥珀からのみ新規構造を有する生物活性物質が多数単離される理由（化学的「問い」）と、不純物が多い久慈産琥珀メタノール抽出物（MEKA）が、単一物質の主要成分kujigamberolと同程度の活性を示す理由（生物学的「問い」）を明らかにするために、単離精製法やアッセイ系の種類などを変えて、MEKAとメタノールに不溶性のポリマー部分から、新規構造の生物活性物質を単離精製して構造を決めることを目的とした。その後、それら新規化合物の9000万年間での成り立ちと共に、生物活性における相乗効果について考える。
1.本研究費の採択以前から継続している、TLC上でUV吸収が弱く呈色反応を強く示すと共に、PPM1A 活性化作用を示す物質の探索で、15-nor-12-isocopalen-19-oic acidが単離精製できた。また、久慈産琥珀粉末50 gのメタノール超臨界流体分解（58MPa、350℃、30分）から、2種の立体異性体（19-hydroxy-8-isopimarane-16-oic acid methyl esterと19-hydroxy-8-pimarane-16-oic acid methyl ester）を単離精製した。さらに、単離した2種の化合物の併用効果とPPM1Aと細胞の脱顆粒抑制反応との関連性を調べた。以上の3題の研究成果を、Pacifichem2021で発表した。
2. ユビキチンリガーゼRsp5変異酵母株(rsp5A401E株)を生育回復させる活性を指標とした新たなスクリーニング系を行い、活性物質の一つとして5-hydroxy-15,19,20-trinor-4,5-seco-5,7,9-labdatrien-4-one（seco-kujigamberol）を単離精製し、2022年日本農芸化学会で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
高温ストレス下（37℃、30時間)で、酵母のユビキチンリガーゼRsp5変異酵母株(rsp5A401E株)を生育回復させる活性を指標とした新たなスクリーニング系で、久慈産琥珀メタノール抽出物が活性を有していることを発見した。これまでのカルシウムシグナル伝達に関わる遺伝子変異酵母株（zds1Δ erg3Δ pdr1/3Δ：YNS17株）の生育回復活性では、免疫抑制剤のFK506が生育回復活性を示す。一方で、rsp5A401E株に対しても高温ストレスの場合は、YNS17株よりは感受性は低いもののFK506が活性を示すが、一方で未知の作用点の物質も生育回復活性を示す。
そこで、YNS17株＜rsp5A401E株の活性を示す画分を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで分画した17画分から探し、画分10を得た。それをさらにLH20カラムクロマトグラフィーで精製した後、TLC分析と活性評価にて分画し、最終的にODSカラムを用いたHPLCによる単離精製で6成分が得られた。それらの成分は、酵母の活性で3つのタイプ（タイプI : rsp5A401E>YNS17、タイプⅡ： rsp5A401E≒YNS17、タイプⅢ： rsp5A401E＜YNS17）に分けられた。今回は、その中でタイプⅢの化合物を単離精製して構造を決定したところ、MEKAの主要な成分であるkujigamberolのseco体であった。なお、今年度行ったその他のアッセイ系等では、著しい活性や新たな成分は認められなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
高温ストレス下（37℃、30時間)で、酵母のユビキチンリガーゼRsp5変異酵母株(rsp5A401E株)を生育回復させる活性を指標とした新たなスクリーニング系を用い、これまで単離できなかったseco-kujigamberolが単離精製できた。その際、その他に5成分が確認でき、酵母に対する特異性で3つのタイプに分けられることが示唆された。今後は、タイプⅢのseco-kujigamberol以外のタイプの化合物の単離精製と構造解析を行うことで、さらにこれまでとは異なる構造の生物活性物質の取得が期待できる。
また、未だ行っていない、HSET過剰発現分裂酵母株を用いて活性物質を探索していくことで、さらなる新規化合物につながる可能性がある。
さらには、rsp5A401E株に作用する物質の中で、FK506（カルシニューリン阻害剤）の作用とは異なることが期待されるタイプＩ（rsp5A401E>YNS17）の場合、作用点は未知である。そこで、その作用メカニズムを解析していく方策を考えていく。同時に、これまでに学会発表した内容を早期に論文投稿していく。
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