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2022 Fiscal Year Research-status Report

Integrated analysis of chemical reaction products in Cretaceous amber and their biological activity

Research Project

Project/Area Number 21K05399
Research InstitutionIwate University

Principal Investigator

木村 賢一  岩手大学, 農学部, 教授 (30344625)

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)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords久慈産琥珀 / 遺伝子変異酵母株 / kujigamberol / rsp5A401E株 / RBL-2H3細胞 / コーパル / 中国撫順産琥珀
Outline of Annual Research Achievements

本研究の大きな目的は、久慈産琥珀粉末のメタノール抽出物(MEKA)から、主にアッセイ法の変更により、これまで単離できなかった生物活性物質を単離精製して構造を決定することである。その結果、新たに明らかにした新規物質の構造を加えたこれまでの構造の集合体から、「元のジテルペノイドから炭素が1~4個欠如した上に、環化・芳香環化、酸化・還元、脱炭酸等の続成作用で久慈産琥珀からのみ新規物質が単離される」という謎を解明していく。また、同時にMEKA自体の抗アレルギーを中心とした生物活性が、単一物質と同等に強い理由も解明する。

(1)新規物質の単離精製と構造決定:昨年度、ユビキチンリガーゼに関わる遺伝子変異酵母rsp5A401E株の生育回復活性で単離精製した、2種の新規物質を中心とした研究をさらに進め、天然有機化合物討論会で発表した。また、新たにRBL-2H3細胞の脱顆粒抑制反応をアッセイ系として用い、新規物質2種と既知物質2種を単離精製した(未発表)。MEKAでの研究をサポートする物質として、マダガスカル産コーパルと中国撫順産琥珀の生物活性を調べ、活性が認められたため活性物質を単離精製して構造を決定したところ、前者からはisoozic acidを、後者からはdehydroabietic acidとdehydroabietaneを同定し、それぞれ10月の日本農芸化学会北海道支部・東北支部合同大会と3月の全国大会で発表した。
(2)単離精製した化合物の生物活性:マダガスカル産コーパルから単離したisoozic acidが、kujigamberolより強力な脱顆粒抑制活性を示すことを明らかにした。また、MEKAとspirolactone norditerpenoidのグルコース産生抑制活性について特許申請を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

交付申請時の目的では、久慈産琥珀粉末のメタノール抽出物(MEKA)からの生物活性物質に焦点を当てて進めていた。その間、琥珀の様な化石が天然資源として興味深く、新規物質がさらに単離されるのではと考え、市販の化石100種を購入し、全て粉末化等を行い抽出物を得た。それらを、研究室の6種の遺伝子変異酵母株で活性を調べたところ、琥珀関連のコーパルという化石に強い活性が認められた。そこで、残念ながら通説とは異なりわずか300年前ほどの化石とは言えないものであることが最近論文で明らかにされたものの、マダガスカル産コーパルを1 kg購入し、久慈産琥珀と類似の活性が認められたことから構造の参考になると考え研究を進めた。その結果、琥珀の起源化合物と考えられる構造のisoozic acidが得られた。

久慈産琥珀以外の世界の琥珀を、単離精製用に手に入れることは大変難しい。今年度、本研究にご協力を頂いている久慈琥珀(株)が中国撫順産琥珀を手に入れたことから、それを少量購入して調べたところ、久慈産琥珀とは遺伝子変異酵母株に対する表現型が異なる活性を見出した。そこで、活性物質の単離精製を行ったところ、バルト海産琥珀にも含まれるdehydroabetic acidと同定したが、HPLC分析パターンにおいては、多くの成分はバルト海産琥珀とは異なることが明らかとなった。

さらに、kujigamberol Bの全合成の共同研究を東京農大の矢島新先生と共同で行い、学会発表と論文発表を行った。以上の点から、今年度は久慈産琥珀からの新たなアッセイ系を用いた探索以外に、予期しない興味深い結果が多々得られた。

Strategy for Future Research Activity

(1)昨年度rsp5A401E株を用いて見つけた2種の新規物質 [5-Hydroxy-15, 19, 20-trinor-4, 5-seco-5, 7, 9-labdatrien-4-one (4, 5-seco-Kujigamberol)、15-nor-5, 7, 9-drimatrien-3-ol] を中心に、英語論文にまとめていく。(2)今年度、RBL-2H3細胞の脱顆粒抑制反応で新たに単離精製した2種の新規物質(15,20-dinor-5,7,9-labdatriene-1,11-dioneと15,20-dinor-5,7,9-labdatrien-17-oic acid)と2種の既知物質(8-drimen-14-oic acidと16,17-bisnorcallitrisic acid)について、天然有機化合物討論会で発表する。(3)今年度、マダガスカル産コーパルと中国撫順産琥珀から得た化合物を中心に脱顆粒反応を調べ、6月の日本生化学会東北支部で発表する。(4)久慈産琥珀メタノール抽出物からは、引き続きUV吸収が弱い物質やメラニン産生抑制物質などを探索していく。(5)新たに手に入れたウクライナ産琥珀やスマトラ産琥珀からも、生物活性物質を単離精製して構造を明らかにする。

  • Research Products

    (9 results)

All 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Presentation (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Alcala大学(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      Alcala大学
  • [Int'l Joint Research] 個人(Retired)(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      個人(Retired)
  • [Presentation] 酵母のユビキチンリガーゼRsp5変異酵母株を用いた久慈産琥珀由来の生物活性物質の探索2022

    • Author(s)
      丹場晴也,田中来実,高木博史,越野広雪,木村賢一
    • Organizer
      天然有機化合物討論会
  • [Presentation] マダガスカル産コーパル由来の生物活性物質の単離精製、構造解析ならびに生物活性2022

    • Author(s)
      田端 菜々海, 松本千里, 田中来実, 笹本啓将, 丹場晴也, 古山達貴, 越野広雪, 木村 賢一
    • Organizer
      日本農芸化学会北海道支部・東北支部合同大会
  • [Presentation] 久慈琥珀から単離された kujigamberol B の合成と構造活性相関2022

    • Author(s)
      岸端咲良, 斉藤竜男,田中来実, 木村賢一, 矢島新
    • Organizer
      第66回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
  • [Presentation] Kujigamberol B の合成と構造活性相関(学生優秀発表賞受賞)2022

    • Author(s)
      岸端咲良, 田中来実,斉藤竜男,木村賢一, 矢島新
    • Organizer
      日本農薬学会第 48 回大会
  • [Presentation] 遺伝子変異酵母株の生育回復活性を用いた中国産琥珀に含まれる生物活性物質の単離精製と同定2022

    • Author(s)
      Lethi NgocAnh,松本千里,高木博史,野川俊彦,越野広雪,木村賢一
    • Organizer
      2023年日本農芸化学会(広島・Web開催)
  • [Presentation] 岩手県久慈市で産出される琥珀とジェットの生物活性と活性物質の比較分析2022

    • Author(s)
      笹本啓将,松本千里,越野広雪,木村賢一
    • Organizer
      2023年日本農芸化学会(広島・Web開催)
  • [Patent(Industrial Property Rights)] グルコース産生抑制剤2022

    • Inventor(s)
      吉田潤、木村賢一
    • Industrial Property Rights Holder
      吉田潤、木村賢一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2022-149634

URL: 

Published: 2023-12-25  

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