| 研究課題/領域番号 |
23K23538
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02271 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38040:生物有機化学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
滝川 浩郷 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40271332)
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| 研究分担者 |
岡村 仁則 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (80845785)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2024年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | ストリゴラクトン / 生合成経路 / 電子環状反応 / 天然物合成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ストリゴラクトン(SL)は根圏情報物質および植物の枝分かれを制御するホルモンとして認知されている。その生合成経路の解明も急速に進展しているが、典型的SLのBC環形成過程は未解明であった。
代表者は、電子環状反応を基盤とした独自のBC環形成仮説を案出し、その仮説に基づいたBC環形成反応をフラスコ内で実現することに成功した。この成果は典型的SL生合成の全貌解明に資するものであるが、代表者は電子環状反応がSL生合成に頻出する鍵反応である可能性に気付いた。
本研究では、電子環状反応を新機軸とし、有機合成化学の力を駆使してSL生合成をより深く理解することを目指している。
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| 研究実績の概要 |
ストリゴラクトン(SL)は根寄生雑草の種子発芽刺激物質として単離された化合物群であるが、極めて最近までそのBC環形成過程は議論されていなかった。研究代表者は、電子環状反応を基盤とする完全に独自のBC環形成仮説を提唱し、その仮説に基づいたBC環形成反応をフラスコ内で実現することに成功した。また、それらの研究を通じて、電子環状反応がSL生合成に頻出する鍵反応である可能性に気付いた。そこで、本研究では、典型的SLのみならず非典型的SLも研究対象に据え、電子環状反応を新機軸としたSLの合成化学的研究を展開している。
成果１：SL生合成の理解を先導する成果であった独自のBC環形成反応を、効率的天然物合成へとフィードバックし、オロバンコールの新規合成法を確立した。既報の合成と比較して、総収率・工程数ともに飛躍的な改善に成功した。
成果２：オロバンコールに至るBC環形成反応を司る酵素を、計算化学的手法および分子生物学的手法を用いて解析することに成功した。フラスコ内での反応と同様に、電子環状反応が鍵となっていることが示された。（共同研究の成果）
成果３：Lotuslactoneの合成研究を展開し、シクロペンテノン環部分の立体選択的構築法を確立した。
成果４：Zeapyranolactoneのラセミ・ジアステレオマー混合物合成を達成し、未決定であった相対立体配置の決定に成功した。なお、計算化学的手法による構造予測、保護基を用いない効率的合成、MicroEDによる構造決定のそれぞれを駆使した成果である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
上述のように、期待された成果が順調に出ている。成果１については、この成果をさらなる天然物合成へと展開する予定である。成果２に関しては、植物体内におけるBC環成形過程を理解する観点から極めて重要な知見と考えている。成果３および４は、これらの研究をさらに継続する上で重要なマイルストーンであると認識している。
ただし、思うような進展が見られない課題もあるため、それらについては軌道修正を検討する必要があるだろう。また、研究申請段階には存在しなかった取り組むべき新たな課題も出現しており、それらへの対応も検討したい。
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| 今後の研究の推進方策 |
典型的SLのBC環形成反応の理解は概ね完了し、既にその反応を応用する段階へと進んでいる。成果１に続いて、独自のBC環形成反応を駆使した7-オキソオロバンコールおよびフェリパンコールの合成に取り組む。また、この連続環化反応の不斉化、あるいは酵素による速度論的分割を実現し、光学活性体合成へと展開したい。
Lotuslactoneの合成研究は、コアとなるシクロペンテノン環部分の構築法確立に留まっているため、まずは、天然物のA環部構造簡略化モデル化合物の合成完遂を当面の課題とする。
Zeapyranolactoneの光学活性体合成にも取り組む予定である。なお、zealactone/zeapyranolactoneの生合成経路解明を志向した研究では、当初の合成計画では仮想生合成中間体の合成が困難であることが分かってきたため、合成計画の刷新とそれに基づく合成研究を既に開始している。
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