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生合成拡張型骨格多様化合成によるマクロ環状分子群創製と機能創出

研究課題

研究課題/領域番号 19H02847
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関東京大学 (2020-2021)
東京農工大学 (2019)

研究代表者

大栗 博毅  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80311546)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード骨格多様化合成 / 生合成摸倣 / マクロ環状分子群 / 中分子 / インドールアルカロイド / ハリシクラミン / 多能性中間体 / 含窒素骨格 / アルカロイド / 生合成拡張 / 骨格多様化 / 二量化 / マクロ環 / 生合成 / 生合成摸倣合成 / ジヒドロピリジン / アセチレン
研究開始時の研究の概要

生合成を摸倣しつつ,合成化学的な展開を見据えて適切な官能基を導入した多能性中間体を設計・合成する。多能性中間体と平衡にある複数の縮環骨格を作り分け,骨格形成反応の位置・立体・エナンチオ選択性を制御するための合成論理や戦略の提案と体系化を進める。ジヒドロピリジンやビスピロリジノインドリンに潜在する多彩な反応性を協同的に引き出し,一連のアルカロイド群や合成アナログ群を系統的に骨格多様化合成する。多官能性骨格群を系統的に合成し,既存の化合物ライブラリーとは一線を画した高次構造スキャフォールド群を現実的なコストで創製する。高次構造を有する低・中分子群の系統的合成と機能創出を革新する基盤技術を開発する。

研究成果の概要

天然物の優れた生体制御機能を合成化学的に拡張するアプローチとして,“骨格多様化合成”をマクロ環状中分子群へ展開した。生合成プロセスを摸倣しつつ,合成化学的な展開を見据えて適切な官能基を導入した多能性中間体を設計・合成した。骨格形成反応の位置・立体・エナンチオ選択性を制御するための合成論理や戦略の提案と体系化を進めた。多能性中間体に潜在する多彩な反応性を協同的に引き出し,三次元構造の多様性に富んだ多官能性のマクロ環状骨格群を系統的に合成した。興味深い生物活性を発現する天然物に類似した生体機能性低・中分子群の系統的合成を革新する基盤技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生合成を模倣しつつ有機合成を駆使して柔軟に拡張するアプローチで,天然物を合理的に改変し,生体機能分子の探索資源を現実的なコストで創製する。分子を形作る骨格や立体化学,活性発現に重要な官能基を自在に改変し,生体機能性と構造多様性を兼ね備えた中分子群を系統的に合成する。中分子に特有の分子認識能力を顕在化させるケミカルバイオロジーを展開し,医薬品リード化合物を創出するプラットフォームを開発する。

報告書

(2件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] GHDDI(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Yonsei University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Broad Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Zn(OTf)2-mediated annulations of N-propargylated tetrahydrocarbolines: divergent synthesis of four distinct alkaloidal scaffolds2019

    • 著者名/発表者名
      Yorimoto Sadaiwa、Tsubouchi Akira、Mizoguchi Haruki、Oikawa Hideaki、Tsunekawa Yoshiaki、Ichino Tomoya、Maeda Satoshi、Oguri Hiroki
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 22 ページ: 5686-5698

    • DOI

      10.1039/c9sc01507h

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stereodivergent Synthesis of Bispyrrolidinoindoline Alkaloidal Scaffolds and Generation of a Lead Candidate with Stereospecific Antiproliferative Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Wada Mitsuhiro、Suzuki Hiroyuki、Kato Mitsuyasu、Oikawa Hideaki、Tsubouchi Akira、Oguri Hiroki
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 20 号: 10 ページ: 1273-1281

    • DOI

      10.1002/cbic.201800815

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 天然物合成化学と生合成工学・超分子化学との融合を目指して2020

    • 著者名/発表者名
      大栗博毅
    • 学会等名
      産総研 第82回触媒化学融合研究センター講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Concise and divergent access to alkaloidal scaffolds by integrating organic and biogenetic synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Oguri
    • 学会等名
      The Fourth A3 Roundtable Meeting on Chemical Probe Research Hub
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Concise Synthesis of Natural Products and their Variants: a Chemoenzymatic and an Element Implantation Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Oguri
    • 学会等名
      The14th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial assembly lines for divergent synthesis of natural products and their variants2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Oguri
    • 学会等名
      The 27th French-Japanese Symposium on Medicinal and Fine Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of divergent synthetic processes to explore frontiers in natural product chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Oguri
    • 学会等名
      Let’s Leap! Challenges in Organic Chemistry, Department of Chemistry, School of Science, The University of Tokyo
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生合成拡張型合成の新展開と機能創発への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      大栗博毅
    • 学会等名
      理研シンポジウム:第14回有機合成化学フロンティア
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生合成拡張型合成プロセスの開発と機能性中分子群創製2019

    • 著者名/発表者名
      大栗博毅
    • 学会等名
      微生物ウィーク2019 コラボシンポジウム:放線菌が生産する構造多様性に富んだ化合物とその応用への展開
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 東京大学大学院理学系研究科化学専攻天然物化学研究室

    • URL

      http://natural.chem.s.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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