酵素法－化学合成を組み合わせた生産系の効率向上をめざす基質分子の設計と合成

• 研究課題/領域番号: 23580152
• 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: 生物生産化学・生物有機化学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 須貝 威 慶應義塾大学, 薬学部, 教授 (60171120)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011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: 有機化学 / 酵素合成 / 糖質化学 / 応用微生物学

研究概要

酵素触媒と有機合成をあわせて活用する物質生産プロセスの効率向上を目指し、反応速度論上のパラメーターが好適で、かつ反応媒体にもよい親和性を示す基質を分子設計、合成した。具体的には、まず、微生物全菌体還元の基質として機能するα-ハロケトンの構造最適化を行った。そのものを基質とし、新規に探索した酵素を用いた還元を鍵段階として、テルブタリンの合成を達成した。一方、位置選択性および官能基多様性を最大限に発揮できる、アラビノースやグリカール誘導体を基質設計し、大量合成法を確立した。後者では酵素反応生成物に対する立体選択的Ferrieer反応を可能とし、L-フコースやL-グルコースの合成前駆体へと導いた。

研究成果

• [雑誌論文] (-)-Benzyl 2,3-dideoxy-β-D-erythro-hex-2-enopyranoside (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ohba, H. Okazaki, Y. Ueda, K. Hanaya, T. Sugai
  • 雑誌名: Acta Cryst. Sect. E 巻: E69 号: 12 ページ: o1811-o1811
  • DOI: 10.1107/s1600536813031140
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微生物酵素触媒を高度に活用する—合成経路デザインにおける，基質分子工学と触媒探索の重要性— (2013)
  • 著者名/発表者名: 古田未有、花屋賢悟、庄司満、須貝威
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 71 号: 3 ページ: 237-246
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.71.237
  • NAID: 10031157230
  • ISSN: 0037-9980, 1883-6526
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemo-enzymatic transformation of naturally abundant naringin to luteolin, a flavonoid with various biological effects (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Kobayashi, T. Itou, K. Hanaya, M. Shoji, N. Hada, T. Sugai
  • 雑誌名: J. Mol. Catal. B : Enz 巻: 92 ページ: 14-18
  • DOI: 10.1016/j.molcatb.2013.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of (R)-bambuterol based on asymmetric reduction of 1-[3,5-bis(dimethylcarbamoyloxy)phenyl]-2- chloroethanone with incubated whole cells of Williopsis californica JCM 3600 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Asami, T. Machida, S. Jung, K. Hanaya, M. Shoji, T. Sugai
  • 雑誌名: J. Mol. Catal. B : Enz 巻: 97 ページ: 106-109
  • DOI: 10.1016/j.molcatb.2013.08.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-cell yeast-mediated preparation of (R)-2-chloro-1-(3-nitro phenyl)ethanol as a synthetic precursor for (R)-phenylephrine (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Tokoshima, K. Hanaya, M. Shoji, T. Sugai
  • 雑誌名: J. Mol. Catal. B : Enz 巻: 97 ページ: 95-99
  • DOI: 10.1016/j.molcatb.2013.07.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] An expeditious route for 2-acetamido-4-O-methyl-2-deoxy-D-mannopyranose from a Ferrier derivative of tri-O-acetyl-D-glucal, which contributes to the synthesis of laninamivir (CS-8958), a neuraminidase inhibitor (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Okazaki, K. Hanaya, M. Shoji, T. Sugai
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 69 号: 37 ページ: 7931-7935
  • DOI: 10.1016/j.tet.2013.07.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Chemo-Enzymatic Expeditious Route to Racemic Dihexanoyl (2<i>R</i>*,3<i>R</i>*,4<i>R</i>*)-Dehydroxymethylepoxyquinomycin (DHMEQ), the Precursor for Lipase-Catalyzed Synthesis of the Potent Nuclear Factor-&#954;B Inhibitor, (2<i>S</i>,3<i>S</i>,4<i>S</i>)-DHMEQ (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Kobayashi, K. Hanaya, M. Shoji, K. Umezawa, T. Sugai
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 60 号: 9 ページ: 1220-1223
  • DOI: 10.1248/cpb.c12-00417
  • NAID: 130001852541
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemo-enzymatic routes for (R)-terbutaline hydrochloride based on microbial asymmetric reduction of a-haloacetophenones (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Taketomi, M. Asano, T. Higashi, M. Shoji and T. Sugai
  • 雑誌名: J. Mol. Catal. B: Enz. 巻: 84 ページ: 83-88
  • DOI: 10.1016/j.molcatb.2012.01.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemoenzymatic synthesis of (2R,3R,4R)-dehydroxymethylepoxyquinomicin (DHMEQ), a new activator of antioxidant transcription factor Nrf2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Niitsu, M. Hakamata, Y. Goto, T. Higashi, M. Shoji, T. Sugai and K Umezawa
  • 雑誌名: Organic & Biomolecule Chemistry 巻: 9 号: 12 ページ: 4635-4641
  • DOI: 10.1039/c1ob05205e
  • 査読あり
• [学会発表] β-選択的Ferrier反応を鍵段階とする、L-グルコースの合成研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡崎隼人、植田裕二、大場茂、羽田紀康、花屋賢悟、庄司満、須貝威
  • 学会等名: 日本化学会大94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] つねに再生・進化する酵素・バイオ触媒～ファインケミカル合成における活用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 須貝威
  • 学会等名: 第二回CSJ化学フェスタ2012
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] The complementary and integrated chemo-enzymatic processes for fine chemical syntheses (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sugai, Y. Yamashita, Y. Niitsu, M.Hamada, C. Hiraoka, T. Higashi, M. Shoji
  • 学会等名: APCChE2012
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2012-02-23
  • 招待講演
• [学会発表] つねに再生・進化する酵素・バイオ触媒～ファインケミカル合成における活用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 須貝 威
  • 学会等名: 第2回CSJ化学フェスタ2012
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] The Complementary and Integrated Chemo-enzymatic Processes for Fine Chemical Syntheses (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sugai, Y. Yamashita, Y. Niitsu, M. Hamada, C. Hiraoka, T. Higashi, and M. Shoji
  • 学会等名: APCChE2012(招待講演)
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] トリアセチルD-グルカールから出発する4-O-メチル-ManNAcの合成研究
  • 著者名/発表者名: 岡崎隼人、花屋賢悟、庄司 満、羽田紀康、須貝 威
  • 学会等名: 第32 回 日本糖質学会年会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター
• [学会発表] β-選択的 Ferrier反応を鍵段階とする、L-グルコースの合成研究
  • 著者名/発表者名: 岡崎 隼人、植田 裕二、大場 茂、羽田 紀康、花屋 賢悟、庄司 満、須貝 威
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学