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理論計算と合成化学を駆使した内因性ジギタリス様物質の構造解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K05863
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38040:生物有機化学関連
研究機関岩手大学 (2021-2022)
名古屋大学 (2020)

研究代表者

中崎 敦夫  岩手大学, 理工学部, 教授 (00366428)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード19-ノルブファリン / EDLF / MSスペクトル / 理論計算予測 / 強心ステロイド / 化学合成 / ジアステレオマー / 2-ピロン / 理論計算 / 合成 / 合成化学 / 内因性ジギタリス様物質 / 構造解明
研究開始時の研究の概要

内因性ジギタリス様物質(EDLF)は、ヒトを含むほ乳類から発見された強心ステロイド群であり、極微量しか得られないため、MS、UV、生物活性を元に構造が推定されているだけで、その構造が決定されたものはほとんどない。本研究では、これらEDLFの構造を、理論計算と合成化学を駆使し解明しようとするものである。具体的には、EDLFの一つで、白内障患者の水晶体から単離された19-ノルブファリン(以下、19-NB)の構造解明を目指す。理論計算と合成化学による今回の手法は、無数にあるとされる他のEDLFの構造解明にも展開でき、これによって、様々な疾患の予防や治療に直結する臨床医学的な重要性をもっている。

研究成果の概要

本研究では、様々な疾患の予防や治療という臨床医学的観点から重要な分子である内因性ジギタリス様物質(EDLF)の候補化合物である19-ノルブファリン(19-NB)の完全な構造解明を最終目的として、1)19-NBのA環に関する立体異性体の合成法を確立し、17位に置換している2-ピロンの構築法を新たに開発した。また、2) 開発したこれらの方法を活用して、酸化型テルペノイドの合成法を確立した。現在、MSスペクトル予測の精度の向上について検討しており、条件が整い次第、実測データとの比較を検討し、単離文献の値と比較して、提唱構造の妥当性とともにどの立体異性体が有望かを検証する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

EDLFの構造解明は、正確な構造が得られることによって、i) 生合成酵素の探索、ii) EDLFをバイオマーカーとする検出技術の開発、iii) 発症メカニズムの解明等が大きく進展し、疾患予防や治療に直結すると期待される。また本研究は、未だ実現していないMS分野の究極的な課題である「MSフラグメントパターンからの構造導出」の技術基盤の確立につながる重要性を有する。本提案が実現できれば、医療・創薬・農業・食品分野などの各分野で代謝物の網羅的解析(メタボロミクス)によって多数発見されている新規化合物の構造推定が円滑に行えるだけでなく、未知の生物機能の解明にも繋がる発展的な研究展開が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (28件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Structural verification of petromyzestrosterol by total syntheses of both C14-epimers of its 3-O-methyl derivative2022

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Nakazaki, Maho Kawai, Toshio Nishikawa
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 20 号: 32 ページ: 6432-6435

    • DOI

      10.1039/d2ob01047j

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Convergent Synthesis of Tetracyclic Indole Compounds by a Palladium-Catalyzed Cross-Coupling and Tandem Cyclization Reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Toshio、Ono Yoshiki、Higuchi Keiko、Yamaguchi Masashi、Sugino Kumi、Nakazaki Atsuo、Adachi Masaatsu
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 34 号: 04 ページ: 364-368

    • DOI

      10.1055/s-0042-1751396

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Asymmetric Total Synthesis of Picrotoxinin through a Mizoroki-Heck Reaction2022

    • 著者名/発表者名
      Nakazaki Atsuo、Matsumura Taishi、Nishikawa Toshio
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 34 号: 08 ページ: 958-962

    • DOI

      10.1055/a-1981-4489

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of the eight-membered carbocycle of brachialactone by intramolecular Mizoroki-Heck reaction.2022

    • 著者名/発表者名
      Hirata, Y., Nakazaki, A., Nishikawa, T.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 90 ページ: 153608-153608

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2021.153608

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Synthesis of simplified analogues of crambescin B carboxylic acid and their inhibitory activity of voltage-gated sodium channels: new aspects of atructure-activity relationships.2022

    • 著者名/発表者名
      Nakazaki, A.; Mouri, S.; Nakane, Y.; Ishikawa, Y.; Yamashira,M.; Nishikawa, T.
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: in press 号: 1 ページ: 343-343

    • DOI

      10.3987/com-21-s(r)7

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total synthesis and biological evaluation of oscillatoxin D, E, and F2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Araki, Yusuke Hanaki, Masaki Kita, Koutaro Hayakawa, Kazuhiro Irie, Yoshihiko Nokura, Atsuo Nakazaki, Toshio Nishikawa
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: in press 号: 6 ページ: 1371-1382

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab042

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomimetic Synthesis of the CDE Ring Moiety of Physalins, Complex 13,14-Secosteroids2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Araki, Atsuo Nakazaki, Toshio Nishikawa
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 23 号: 3 ページ: 989-994

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.0c04198

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis of the Cardiotonic Steroid (+)-Cannogenol2021

    • 著者名/発表者名
      Shogo Watanabe, Toshio Nishikawa, Atsuo Nakazaki
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 86 号: 4 ページ: 3605-3614

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c02966

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies toward the Synthesis of Chartelline C2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Nakane, Atsuo Nakazaki, Toshio Nishikawa
    • 雑誌名

      J. Org. Chem.

      巻: 85 号: 11 ページ: 7534-7542

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c00643

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis of Indole Diterpene Lolitrems: Radical-Induced Cyclization of an Epoxyalcohol Affording a Characteristic Lolitremane Skeleton2020

    • 著者名/発表者名
      Yulu Jiang, Taro Ozaki, Mei Harada, Tadachika Miyasaka, Hajime Sato, Kazunori Miyamoto, Junichiro Kanazawa, Chengwei Liu, Jun-ichi Maruyama, Masaatsu Adachi, Atsuo Nakazaki, Toshio Nishikawa, Masanobu Uchiyama, Atsushi Minami, Hideaki Oikawa
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 59 号: 41 ページ: 17996-18002

    • DOI

      10.1002/anie.202007280

    • NAID

      120007160289

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Picrotoxininの不斉全合成2023

    • 著者名/発表者名
      松村泰志、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] セレノネインの合成研究 : エルゴチオネインをモデル化合物とした条件検討2023

    • 著者名/発表者名
      菅野秀多、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] クランベシンB脱炭酸体の新規合成法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      米倉悠葵、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヘキサヒドロインダン骨格をprivileged structureとするテルペノイドの合成研究2023

    • 著者名/発表者名
      中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2023年度大会 シンポジウム「農芸化学の新たな潮流:有機化学で新風を巻き起こす研究者たち」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 毒と薬のはなし2022

    • 著者名/発表者名
      中崎敦夫
    • 学会等名
      教師のための化学教育講座
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of cardiotonic steroids and evaluation of their attractant activity to toads2022

    • 著者名/発表者名
      中崎敦夫、原村隆司、藤田涼斗
    • 学会等名
      令和4年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分子間Mizoroki-Heck反応を鍵とするpicrotoxininの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      松村泰志、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      第38回有機合成化学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 結晶スポンジ(CS)法による極微量香気寄与成分の構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      坂口和彦、千葉真吾、倉部朱希、山崎雄一朗、横山直太、奈良秀樹、草野友実。瓦谷明宏、守屋理、矢口善博、中崎敦夫
    • 学会等名
      第66回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ピクロトキシニンの合成研究2022

    • 著者名/発表者名
      松村泰志、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 生合成を模倣したノル-3,4-セコトリテルペノイドの A 環部分の構築2022

    • 著者名/発表者名
      多湖光佑、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アプリシアトキシン・オシラトキシン類縁体の網羅的合成法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      波田航平、新木悠介、野倉吉彦、花木祐輔、中崎敦夫、西川俊夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 外来生物の誘引現象の理解と駆除を目指した強心ステロイドの非天然型アナログの創出: 多様な酸化型ステロイドの自在合成2021

    • 著者名/発表者名
      中崎敦夫
    • 学会等名
      新学術領域研究「化学コミュニケーションのフロンティア」第8回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 強心ステロイド類の自在合成法の開発と(+)-Cannogenolの全合成2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉正悟、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      第63回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ステロイド系天然物フィサリン類の合成研究 -CDE 環の生合成類似合成-2021

    • 著者名/発表者名
      新木悠介、中崎敦夫、西川俊夫
    • 学会等名
      第63回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of oxy-functionalized steroids aiming at bioorganic studies2021

    • 著者名/発表者名
      中崎敦夫
    • 学会等名
      令和3年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ステロイド系天然物Physalin類の合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      新木悠介、中崎敦夫、西川俊夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] (+)-cannogenolの全合成2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉正悟、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 19-nordigitoxigeninの全合成2021

    • 著者名/発表者名
      松村泰志、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ノルトリテルペノイドの A 環部分の構築2021

    • 著者名/発表者名
      多湖光佑、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] クランベシンBメチルエステルの合成研究2021

    • 著者名/発表者名
      丹台剛太朗、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アプリシアトキシン及びオシラトキシン類縁体の合成2021

    • 著者名/発表者名
      波田航平、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 機能解明や構造決定を指向した生物活性天然物の合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      中崎敦夫
    • 学会等名
      有機合成化学協会東北支部 岩手地区講演会「生体機能分子の有機合成」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 外来生物の誘引現象の理解と駆除を目指した強心ステロイドの非天然型アナログの創出2020

    • 著者名/発表者名
      中崎敦夫、原村隆司
    • 学会等名
      新学術領域研究「化学コミュニケーションのフロンティア」第7回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高等菌類におけるホルモンの探索2020

    • 著者名/発表者名
      呉静、佐藤俊太郎、桑原重文、二木美咲、平田裕嗣、中崎敦夫、西川俊夫、菅敏幸、崔宰熏、平井浩文、河岸洋和
    • 学会等名
      第62回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] チャキシンBおよび類縁化合物の生合成類似合成2020

    • 著者名/発表者名
      平田裕嗣、二木美咲、中崎敦夫、呉静、河岸洋和、西川俊夫
    • 学会等名
      第62回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造決定を目的としたウミヤツメのフェロモン様物質petromyzestrosterolの合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      河合真穂、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第187回例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 19-ノル型強心ステロイドの合成研究2020

    • 著者名/発表者名
      松村泰志、西川俊夫、中崎敦夫
    • 学会等名
      第117回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 外来生物の誘引現象の理解と駆除を目指した強心ステロイドの非天然型アナログの創出: cannogenolの全合成2020

    • 著者名/発表者名
      中崎敦夫、渡邉正悟、西川俊夫
    • 学会等名
      新学術領域研究「化学コミュニケーションのフロンティア」第2回領域リトリート
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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