イソプレノイド生合成における基本過程ー鎖延長と環化ーの化学および生化学的研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61430010
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 菅 隆幸 広島大学, 理学部, 教授 (00033811)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宗貞 清貴 広島大学, 理学部, 助手 (30166235) ; 深沢 義正 広島大学, 理学部, 助教授 (50004502) ; 青木 正 鈴峯女子短期大学, 教授 (40112164) ; 山岡 究 広島大学, 理学部, 助教授 (40033815) ; 平田 敏文 広島大学, 理学部, 助教授 (80033926)
• Keywords: プレニル鎖延長過程 / プレニル鎖環化過程 / 水素脱離様式 / 縮合面の立体化学 / 高等植物 / 異性化酵素阻割剤 / 酵素活性発現因子

Research Abstract

高等植物におけるイソプレノイド類の生合成においてプレニル鎖が形成される際のプロキラルな過程とプレニル鎖が環化する際の初期過程の解明を計った.
1.ゼラニウムおよびウスイエンドウの酵素系を用いて,ゲラニオールとファルネソールの生合成におけるプレニル化の立体化学を調べた. (E)ープレニル鎖の形成に際してはイソペンテニルニリン酸(IPP)のproー2R水素原子が脱離することとIPPの二重結合のsiーsi面から縮合が生起することを見出した.
2.ウスイエンドウ酵素系における(E)ープレニル鎖延長過程の縮合面の立体化学を調べた. ヨードアセトアミド(IPP異性化酵素阻害剤)の存植下では「生合成則」とは逆のreーre面から生起していることを見出した.
3.プレニル酸延長過程の水素脱離様式を究明するための有用な基質である(S)ーおよび(R)ー[2ー^2H]IPPの効率的かつ簡便な化学的合成法を開発した.
4.クスノキより分画・精製した酸性ホスファターゼによるアリルニリン酸類の加水分解反応を調べた. 1級アリルニリン酸と3級アリルニリン酸とでは加水分解の様式が著しく異なっていることを見出した.
5.リモネンの生合成を支配している酵素をハッカおよびミカンの葉から分画・精製した. これらの酵素はゲラニルリン酸を基質として(-)および(+)リモネンをそれぞれ生成すること,また,その酵素活性発現のためにはマグネシウムおよびマンガンの二価金属イオンが必須であることを見出した.
6.アリルニリン酸類の2価金属イオン(鉄,(II),銅(II),マグネシウム(II),マンガン(II))による環化反応における反応性と立体選択性を調べた. 環化反応はantiーendo型のリナリルカチオンを経て生起していることを見出しした.

Research Products

• [Publications] 菅 隆幸: Chem. Lett.1987. 497-500 (1987)
• [Publications] 菅 隆幸: J.Chem. Soc., Perkin Trans 1. 1987. 2845-2348 (1987)
• [Publications] 菅 隆幸: Chem. Lett.1988. 115-118 (1988)
• [Publications] 菅 隆幸: 有機合成化学協会誌. 46. 12-21 (1988)
• [Publications] 菅 隆幸: 日本化学会誌『生体関連物質と配位化学』特集. 1988. (1988)
• [Publications] 吉岡隆充: Bull. Chem. Soc. Jpn.61. (1988)
• [Publications] 菅 隆幸: Bull. Chem. Soc. Jpn.61. (1988)