分子内酸化的カップリングを基盤とするアクアンミリアルカロイド類合成法の確立

• 研究課題/領域番号: 16K08172
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化学系薬学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 加藤 信樹 東北大学, 理学研究科, 講師 (50400221)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 有機化学 / 有機合成化学 / 分子内酸化的カップリング / アクアンミリンアルカロイド / 有機合成 / 天然物化学 / 酸化的カップリング

研究成果の概要

研究代表者は、分子の動きを固定して反応点同士を接近しやすくすることで分子内酸化的カップリングを効率よく進行させる方法を見出した。この方法により従来必要であった反応補助基の導入を行う必要がなくなった。本研究を通して、singaporentinidineの全合成、植物ホルモン様天然物coronatineの全16立体異性体ライブラリーの構築を達成した。また、剛直な分子構造の新たな構築法としてジエンとジメトキシカルベンとの[4+1]環化付加反応によるビシクロ[3.2.1]オクテン骨格形成法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、アクアンミリンアルカロイドの構造的特徴を生かして配座を固定して反応点を接近しやすくすることで従来法ではできなかった反応補助基を必要としない分子内酸化的カップリングを実現した点で独創的である。本研究の研究成果は、分子内酸化的カップリングの適用範囲を拡大させ、様々な生理活性インドールアルカロイド合成への適用・効率化が見込まれる。これにより、医薬品の生産コスト削減、医療費の低減など高い波及効果が期待でき非常に意義深い。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of the o-Acetamido Group on pH-Dependent Light Emission of a 3-Hydroxyphenyl-Substituted Dioxetane Luminophore (2019)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Hisamatsu, Takehiro Fukiage, Kojiro Honma, Andrii G. Balia, Naoki Umezawa, Nobuki Kato and Tsunehiko Higuchi
  • 雑誌名: Organic Letters 巻: 21 号: 5 ページ: 1258-1262
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.8b03913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stable Iron Porphyrin Intramolecularly Coordinated by Alcoholate Anion: Synthesis and Evaluation of Axial Ligand Effect of Alcoholate on Spectroscopy and Catalytic Activity (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Shirakawa, Yuuki Yano, Yuki Niwa, Kanako Inabe, Naoki Umezawa, Nobuki Kato, Yosuke Hisamatsu and Tsunehiko Higuchi
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 58 号: 7 ページ: 4268-4274
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b03384
  • 査読あり
• [雑誌論文] A rationally designed JAZ subtype-selective agonist of jasmonate perception (2018)
  • 著者名/発表者名: Takaoka Yousuke、Iwahashi Mana、Chini Andrea、Saito Hiroaki、Ishimaru Yasuhiro、Egoshi Syusuke、Kato Nobuki、Tanaka Maho、Bashir Khurram、Seki Motoaki、Solano Roberto、Ueda Minoru
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1038/s41467-018-06135-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A small-molecule inhibitor of SOD1-Derlin-1 interaction ameliorates pathology in an ALS mouse model (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuburaya, N., Homma, K., Higuchi, T., Balia, A., Yamakoshi, H., Shibata, N., Nakamura, S., Nakagawa, H., Ikeda, S., Umezawa, N., Kato, N., Yokoshima, S., Shibuya, M., Shimonishi, M., Kojima, H., Okabe, T., Nagano, T., Naguro, I., Imamura, K., Inoue, H., Fujisawa, T., and Ichijo, H.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 2668-2668
  • DOI: 10.1038/s41467-018-05127-2
  • NAID: 120006546002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Jasmonic acid inhibits auxin-induced lateral rooting independently of the CORONATINE INSENSITIVE 1 receptor (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru Yasuhiro、Hayashi Ken-ichiro、Suzuki Takeshi、Fukaki Hidehiro、Prusinska Justyna、Meesters Christian、Quareshy Mussa、Egoshi Yuusuke、Matsuura Hideyuki、Takahashi Kosaku、Kato Nobuki、Kombrink Erich、Napier Richard M.、Hayashi Kengo、Ueda Minoru
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 177 号: 4 ページ: 1704-1716
  • DOI: 10.1104/pp.18.00357
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Potent Antimalarial Activity of Two Arenes Linked with Triamine Designed To Have Multiple Interactions with Heme (2018)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Sakata, Kosuke Yabunaka, Yuko Kobayashi, Hirohisa Omiya, Naoki Umezawa, Hye- Sook Kim, Yusuke Wataya, Yoshimi Tomita, Yosuke Hisamatsu, Nobuki Kato, Hirokazu Yagi, Tadashi Satoh, Koichi Kato, Haruto Ishikawa and Tsunehiko Higuchi
  • 雑誌名: ACS Medicinal Chemistry Letters 巻: 9 号: 10 ページ: 980-985
  • DOI: 10.1021/acsmedchemlett.8b00222
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of Thiolate Ligand in Spin State and Redox Switching in the Cytochrome P450 Catalytic Cycle (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Suzuki, Kanako Inabe, Yoshinori Shirakawa, Naoki Umezawa, Nobuki Kato, Tsunehiko Higuchi
  • 雑誌名: Inorg. Chem. 巻: 56 号: 8 ページ: 4245-4248
  • DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6b02499
  • 査読あり
• [学会発表] [4+1]環化付加反応を鍵反応とするジベレリンミミック天然物ヘルミントスポル酸の合成研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤信樹、上田 実
  • 学会等名: 日本化学会第99回春季年会
• [学会発表] コロナチン全立体異性体ライブラリーの実用的合成法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡部楽、林謙吾、加藤信樹、上田 実
  • 学会等名: 日本化学会第99回春季年会
• [学会発表] 環状化植物ホルモンJA-Ile-lactone類の合成とモデル植物における活性評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 齊藤里菜、山神壮平、宮川咲季、加藤信樹、石丸泰寛、高岡洋輔、上田 実
  • 学会等名: 日本化学会第99回春季年会
• [学会発表] Ligand point mutation: 植物ホルモン様天然物コロナチンの立体異性体を用いた標的選択性チューニング (2018)
  • 著者名/発表者名: 林 謙吾、渡部 楽、戸澤 聖、加藤信樹、石丸泰寛、高岡洋輔、上田 実
  • 学会等名: 第29回万有仙台シンポジウム
• [学会発表] ジャスモン酸共受容体リガンドの in vitroスクリーニング系の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、南雲恵奈、Ika Nurul Azizah、岩橋万奈、加藤信樹、上田実
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会 第13回年会
• [学会発表] コロナチンの改良合成法と気孔孔辺細胞における結合タンパク質の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤信樹、林 謙吾、小倉由資、石丸泰寛、江越脩祐、桑原重文、高岡洋輔、上田 実
  • 学会等名: 第137回日本薬学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2017-03-26
• [学会発表] 植物毒素コロナチンの実用的合成法と立体異性体ライブラリーの構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤信樹、林 謙吾、小倉由資、江越脩祐、桑原重文、上田 実
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] 宿主特異的毒素の作用機構解明に向けたエポキシデカトリエン酸プローブの設計と合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今井真輝、加藤信樹、上田 実
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-18
• [学会発表] 植物ホルモン受容体サブタイプ選択的アゴニストの合理的設計とシロイヌナズナにおける機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、岩橋万奈、齋藤大明、林謙吾、江越脩祐、加藤信樹、石丸泰寛、CHINI Andrea, SOLANO Roberto,
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会2017
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] ジャスモン酸共受容体サブタイプ選択的アゴニストの合理的設計とin vivo 機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高岡洋輔、岩橋万奈、斎藤大明、江越脩祐、加藤信樹、石丸泰寛、上田 実
  • 学会等名: 第51回植物化学調節学会
  • 発表場所: 高知大学（高知県・高知市）
  • 年月日: 2016-10-29