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アレロケミカルを起点とした植物間コミュニケーション分子の開発

公募研究

研究領域化学コミュニケーションのフロンティア
研究課題/領域番号 20H04780
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

新藤 充  九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (40226345)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード重力屈性 / 植物 / 阻害剤 / アレロケミカル / 有機合成 / シロイヌナズナ / アレロパシー / 分子プローブ
研究開始時の研究の概要

植物が持つ自己防御システムであるアレロパシー現象は、植物間のコミュニケーションとみなされる。これまでユキヤナギのアレロケミカルであるシス桂皮酸の蛍光プローブを用いた分子イメージング実験により根冠への局在化を観察し、この化合物が重力屈性に影響を及ぼす可能性を示した。そこで重力屈性阻害試験をシス桂皮酸類縁体に施したところ、重力屈性を特異的に阻害するku-76およびより強力なku-288を見出した。
そこで本研究ではku-76の構造展開を行い強力な重力屈性阻害剤を開発するとともに、構造活性相関研究を通じて分子プローブの合成を行い、それを用いた作用機構の解析を行うことを目的とする。

研究実績の概要

ユキヤナギ由来のアレロケミカルを起点に、既に我々が見出したレタス幼根に対する重力屈性阻害剤(ku-76)をリード化合物として様々な類縁体を合成し、その阻害活性を評価してきた。昨年度まで、ku-76類縁体に関して、レタス幼根に対する重力屈性阻害試験を繰り返し行い、その再現性を確実なものとするとともに、構造活性相関を明らかにした。今回、この知見(EZジエン骨格およびカルボン酸、芳香環を必須構造とする)をもとに構造展開を行ったところ、阻害活性が100倍以上強いku-288およびku-303を見出した。とくにフェニルアルキニル基を有するku-303は伸長阻害活性が極めて弱いことから、前例のない特異的な重力屈性阻害剤であることが明らかとなった。これは既知の数少ない重力屈性阻害剤の中でも最強の活性を示す。
作用機序に関する情報を得るためには、全ゲノム解析が完了している試験植物であるシロイヌナズナを試験植物として用いる必要がある。そこでオーキシンの植物根内での動的挙動と本阻害剤との関係などを探る植物生理学実験に供するために、基礎生物学研究所との共同研究でシロイヌナズナの重力屈性阻害実験系の立ち上げを行った。そしてその手法に基づき、ku-288、ku-303などの強力な阻害化合物の重力屈性阻害試験を行った。その結果、シロイヌナズナはレタスよりも総じて感度が低かったが、十分な重力屈性阻害効果が観察された。また、化合物によっては根がとぐろを巻くような現象も観察された。この作用機序を探索するために基礎生物学研究所との共同研究を行い、植物ホルモンの動態・輸送を変化させる新規な機構による阻害作用の証拠が得られた。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] LMU Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Retro‐Friedel‐Crafts‐Type Acidic Ring‐Opening of Triptycenes: A New Synthetic Approach to Acenes2022

    • 著者名/発表者名
      Iwata Takayuki、Kawano Ryusei、Fukami Takuto、Shindo Mitsuru
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 28 号: 12

    • DOI

      10.1002/chem.202104160

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cycloaddition Initiated by Ynolates: High-Energy Dianion Equivalents as a Molecular Glue2021

    • 著者名/発表者名
      Shindo Mitsuru、Iwata Takayuki
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 33 号: 06 ページ: 531-545

    • DOI

      10.1055/s-0040-1719857

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 不均一系触媒による酸素を用いた芳香環C-H結合の酸化的分子変換法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      松本健司, 新藤充、吉田昌裕
    • 雑誌名

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      巻: 79 号: 8 ページ: 755-765

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.79.755

    • NAID

      130008072254

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suramin Inhibits Mitochondrial ADP/ATP Carrier, Not Only from the Cytosolic Side But Also from the Matrix Side, of the Mitochondrial Inner Membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Yoshinobu、Ito Takeshi、Toiyama Atsumi、Yamamoto Takenori、Yamazaki Naoshi、Shindo Mitsuru、Shinohara Yasuo
    • 雑誌名

      BPB Reports

      巻: 4 号: 3 ページ: 92-97

    • DOI

      10.1248/bpbreports.4.3_92

    • NAID

      130008053512

    • ISSN
      2434-432X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quadruple Role of Pd Catalyst in Domino Reaction Involving Aryl to Alkyl 1,5‐Pd Migration to Access 1,9‐Bridged Triptycenes2021

    • 著者名/発表者名
      Iwata Takayuki、Kumagai Satoru、Yoshinaga Tatsuro、Hanada Masato、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Shindo Mitsuru
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 27 号: 45 ページ: 11548-11553

    • DOI

      10.1002/chem.202101728

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exposure to (–)-Xanthatin during the Haploid Formation of Mouse Spermatocyte GC-2spd(ts) Cells, an <i>in vitro</i> Male Germ Cell Model2021

    • 著者名/発表者名
      Hirao-Suzuki Masayo、Takeda Shuso、Shindo Mitsuru
    • 雑誌名

      BPB Reports

      巻: 4 号: 6 ページ: 202-205

    • DOI

      10.1248/bpbreports.4.6_202

    • NAID

      130008131874

    • ISSN
      2434-432X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of 1,8,13-Substituted Triptycenes2021

    • 著者名/発表者名
      Iwata Takayuki、Shindo Mitsuru
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 号: 1 ページ: 39-51

    • DOI

      10.1246/cl.200600

    • NAID

      130007966003

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mild Environment-friendly Oxidative Debenzylation of N-Benzylanilines Using DMSO as an Oxidant2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Tatsuro、Iwata Takayuki、Shindo Mitsuru
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 号: 2 ページ: 191-194

    • DOI

      10.1246/cl.190854

    • NAID

      130007795238

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Essential structural features of (2Z,4E)-5-phenylpenta-2,4-dienoic acid for inhibition of root gravitropism2020

    • 著者名/発表者名
      Shindo Mitsuru、Makigawa Saki、Matsumoto Kenji、Iwata Takayuki、Wasano Naoya、Kano Arihiro、Morita Miyo Terao、Fujii Yoshiharu
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: 172 ページ: 112287-112287

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2020.112287

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anthranoxides as Highly Reactive Arynophiles for the Synthesis of Triptycenes2020

    • 著者名/発表者名
      Iwata Takayuki、Hyodo Mizuki、Fukami Takuto、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Shindo Mitsuru
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 26 号: 39 ページ: 8506-8510

    • DOI

      10.1002/chem.202002065

    • NAID

      120007187862

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 9-Hydroxytriptycenes Bearing a Functionalized Substituent at the C-10 Position through a Triple Cycloaddition Reaction of Ynolates Derived from 2,6-Di-tert-butylphenyl Esters2020

    • 著者名/発表者名
      Sun Jun、Iwata Takayuki、Shindo Mitsuru
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 49 号: 9 ページ: 1084-1087

    • DOI

      10.1246/cl.200412

    • NAID

      130007897055

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flow Synthesis of Triptycene via Triple Cycloaddition of Ynolate to Benzyne2020

    • 著者名/発表者名
      Shindo Mitsuru、Iwata Takayuki、Yoshinaga Tatsuro
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 31 号: 19 ページ: 1903-1906

    • DOI

      10.1055/s-0040-1706417

    • NAID

      120007187861

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and chemical synthesis of root gravitropism inhibitors: Bridged analogues of ku-76 have more potent activity2020

    • 著者名/発表者名
      Shindo Mitsuru、Makigawa Saki、Kodama Kozue、Sugiyama Hiromi、Matsumoto Kenji、Iwata Takayuki、Wasano Naoya、Kano Arihiro、Morita Miyo Terao、Fujii Yoshiharu
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: 179 ページ: 112508-112508

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2020.112508

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic and Aerobic Oxidative Biaryl Coupling of Anilines Using a Recyclable Heterogeneous Catalyst for Synthesis of Benzidines and Bicarbazoles2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Kenji、Toubaru Yasunori、Tachikawa Shohei、Miki Ayaka、Sakai Kentaro、Koroki Syota、Hirokane Tsukasa、Shindo Mitsuru、Yoshida Masahiro
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 85 号: 23 ページ: 15154-15166

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c02020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lotus japonicus karrikin receptors display divergent ligand-binding specificities and organ-dependent redundancy2020

    • 著者名/発表者名
      Carbonnel Samy、Torabi Salar、Griesmann Maximilian、Bleek Elias、Tang Yuhong、Buchka Stefan、Basso Veronica、Shindo Mitsuru、Boyer Francois-Didier、Wang Trevor L.、Udvardi Michael、Waters Mark T.、Gutjahr Caroline
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 16 号: 12 ページ: e1009249-e1009249

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009249

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Synthesis of iptycenes Using Ambident Anthracene,2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Hyodo, Takayuki Iwata, Shindo Mitsuru
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] トリプチセンのレトロ Friedel-Crafts型開環とそのアセン合成への応用2022

    • 著者名/発表者名
      川野隆生、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 分子内檜山カップリングを基盤とした1,8,13位異種置換トリプチセンの合成2022

    • 著者名/発表者名
      花田 将人、熊谷 智、岩田 隆幸、新藤 充
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 3-トリフルオロメチルベンザインを用いたトリプチセンの合成2022

    • 著者名/発表者名
      岩田 隆幸、兵頭 瑞樹、藤原 匠、川野 隆生、Leah Kuhn, Igor V Alabugin, 新藤 充,
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高活性化ジビニルケトンの中性ナザロフ反応における置換基効果2022

    • 著者名/発表者名
      船津 心吾、岩田 隆幸、新藤 充
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高反応性アントラセンを利用した置換トリプチセンの効率合成2021

    • 著者名/発表者名
      兵頭 瑞樹、深見 拓人、岩田 隆幸、塩田 淑仁、吉澤 一成、新藤 充
    • 学会等名
      第31回万有福岡シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 酸を用いた9-ヒドロキシトリプチセンの開環2021

    • 著者名/発表者名
      川野隆生、深見拓人、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      第118回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 近接効果による分子内活性化を利用した機能性トリプチセンの合成2021

    • 著者名/発表者名
      花田将人、熊谷智、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ジビニルケトンのルイス塩基性向上に基づく中性ナザロフ反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      船津心吾・梶原康平・岩田隆幸・新藤充
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高反応性アントラセンを利用した置換トリプチセンの効率合成2021

    • 著者名/発表者名
      兵頭瑞樹(新藤充:指導教員)
    • 学会等名
      第33回若手研究者のためのセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 近接効果による分子内活性化を利用した機能性トリプチセンの合成2021

    • 著者名/発表者名
      花田将人、熊谷智、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      第33回若手研究者のためのセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 檜山カップリングを用いた1,8,13位異種置換トリプチセンの合成2021

    • 著者名/発表者名
      花田将人、熊谷智、吉永達郎、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      第38回日本薬学会九州山口支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 9-ヒドロキシトリプチセンのretro-Friedel-Crafts型開環2021

    • 著者名/発表者名
      川野隆生、深見拓人、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      第38回日本薬学会九州山口支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高エネルギー分子:イノラートによるトリプチセンの合成と展開2021

    • 著者名/発表者名
      新藤充
    • 学会等名
      岡山理科大学理学部オンライン講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation and reactions of lithium ynolates: Regioselective one-pot synthesis of triptycenes2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru SHINDO
    • 学会等名
      Pacifichem2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 活性化アントラセンを利用したトリプチセンの合成2021

    • 著者名/発表者名
      兵頭瑞樹、深見拓人、岩田隆幸、塩田淑仁、吉澤一成、新藤充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 酸による9-ヒドロキシトリプチセンの開環2021

    • 著者名/発表者名
      川野隆生、深見拓人、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 1,8,13位置換トリプチセンを土台とした大環状分子の合成2021

    • 著者名/発表者名
      前畑勇介、吉永達郎、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高度活性化ジビニルケトンの中性条件下でのナザロフ反応2021

    • 著者名/発表者名
      船津心吾、梶原康平、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 1,5-Pd移動を鍵としたトリプチセンの連続的還元-環化-鈴木カップリング反応2021

    • 著者名/発表者名
      岩田隆幸、熊谷智、吉永達郎、新藤充
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高エネルギー分子:イノラートによるトリプチセンの合成と展開2021

    • 著者名/発表者名
      新藤充
    • 学会等名
      東京工業大学大学院理学院講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1,8,13-置換トリプチセンを足場としたシクロフェニレンの合成2020

    • 著者名/発表者名
      前畑勇介,吉永達郎,岩田隆幸,新藤充
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] β-アルコキシジビニルケトンを基質とした低プロトン濃度条件で進行するナザロフ反応の開発2020

    • 著者名/発表者名
      船津 心吾・梶原 康平・岩田 隆幸・新藤 充
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 活性化アントラセンを利用したトリプチセンの合成2020

    • 著者名/発表者名
      兵頭瑞樹・深見拓人・深見拓人・岩田隆幸・新藤充
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ダブル脱プロトン化を利用したイノラートの生成2020

    • 著者名/発表者名
      孫軍、岩田隆幸、新藤充
    • 学会等名
      第30回福岡万有シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 1,5-パラジウム移動を経由する1,9-架橋トリプチセンの合成2020

    • 著者名/発表者名
      岩田隆幸、熊谷智、吉永達郎、新藤充
    • 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 実績報告書
  • [図書] 演習で学ぶ有機化学 基礎の基礎2021

    • 著者名/発表者名
      Michael Cook、Philippa Cranwell、新藤 充(訳)
    • 総ページ数
      144
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759820270
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 新藤研研究内容

    • URL

      https://shindo-kano-lab.weebly.com/research.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 新藤研 研究内容

    • URL

      https://shindo-kano-lab.weebly.com/research.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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