マイコパラサイト現象支配物質の探索

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04491
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 橋本 勝 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (40212138)
• 研究分担者: 殿内 暁夫 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (50302021) ; 田中 和明 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (60431433)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: マイコパラサイト / ネオマクロフォリンX / 生合成

研究実績の概要

マイコパラサイト現象を示す、Trichoderma sp. 1212-03菌培養液からネオマクロフォリンI-IIIを報告してきたが、今回新たにネオマクロフォリンXと命名した[4.4.3]プロペラン構造を有する新規物質を単離した、1H-NMRスペクトル等の解析により、セスキテルペン部については他のネオマクロフォリンと同様なdoriman構造を有することが判明した。非テルペン部については、NMRを用いた構造解析に有用なプロトンが少なく得られる情報は限定的であった。
そこでスペクトル解析から得た部分構造を基に考えられる全ての可能な構造について、理論計算からその絞込みを行った。計算時間を考慮し、ドリメン部をメチル基に置換したモデル化合物を用いて解析を行った。計算は、１、配座解析、２ ωB97X-D/6-31G*による構造最適化、3 同汎関数による化学シフト計算、4 配座分布に基づく化学シフトの補正、の順で理論化学シフトを求め、実験値と比較することによって、予想構造の絞込みを行い、1の構造を推定した。しかし、C-8”/C-13”結合様式を逆にしたG環部の異性体と比較した場合、予想化学シフトの差は小さく、完全に絞り込むことは出来なかった。
1のF-G環部、C環部は発色団であり、これら発色団のキラルなねじれに基づくCotton効果では、NMRで区別できなかった異性体間においても異なると期待した。先に求めた安定配座を基に、BHLYP/def2-TZVPにより計算、配座分布に基づく補正をして理論ECDスペクトルを求めたところ、予想どおり異性体間ではスペクトルが大きく異なり、うち一方は天然物のそれと良い一致を示した。結合定数など総合的にも矛盾はなかったことから、その全構造を絶対配置を含めて決定した。
また、プロペラン構造の生合成機構についても明らかにした。

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

マイコパラサイト現象を起こす、糸状菌Trichoderma sp. 1212-03には多くの二次代謝物が含まれており、それらの多くが強い抗菌活性を示すことが明らかになった。特に、今回単離したネオマクロフォリンXはその複雑な構造から、計算機科学など最新の手法を応用する必要があった。その結果それら手法はきわめて有効で有ることを実証することが出来た。しかし構造決定に時間がかかり、マイコパラサイト現象との関係については解析が不十分といえる。

今後の研究の推進方策

ネオマクロフォリンアントラキノン型天然物とネオマクロフォリンIーIVのいずれかとが、２+３環化により合体して精製することから、一定の条件が整うとこの生合成が進行すると考えられる。ホストの存在がこの生合成を促すと考えることが出来る。今後この仮説を検証していきたい。

研究成果

• [雑誌論文] 白神山地から分離した酵母Saccharomyces cerevisiaeの利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 殿内暁夫, 森山裕理子, 青山嘉宏, 土岐春歌
  • 雑誌名: 日本醸造協会誌 巻: 111 ページ: 437-444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Taxonomy and phylogeny of Cryptocoryneum (Pleosporales, Dothideomycetes) (2016)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto A, Matsumura M, Hirayama K, Yonezawa H, Tanaka K
  • 雑誌名: Mycological Progress 巻: 45 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1007/s11557-016-1186-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dictyosporiaceae fam. nov. (2016)
  • 著者名/発表者名: Boonmee S, D’souza MJ, Luo Z, Pinruan U, Tanaka K, Su H, Bhat DJ, McKenzie EHC, Jones EBG, Taylor JE, Phillips AJL, Hirayama K, Eungwanichayapant PD, Hyde KD
  • 雑誌名: Fungal Diversity 巻: 80 ページ: 457-482
  • DOI: 10.1007/s13225-016-0363-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Taxonomy and phylogeny of dematiaceous coelomycetes (2016)
  • 著者名/発表者名: Wijayawardene NN, Hyde KD, Wanasinghe DN, Papizadeh M, Goonasekara ID, Camporesi E, Bhat DJ, McKenzie EHC, Phillips AJL, Diederich P, Tanaka K, Li WJ, Tangthirasunun N, Phookamsak R, Dai DQ, Dissanayake AJ, Weerakoon G, Maharachchikumbura SSN, Hashimoto A, Matsumura M, Bahkali AH, Wang Y
  • 雑誌名: Fungal Diversity 巻: 77 ページ: 1-316
  • DOI: 10.1007/s13225-016-0360-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fungal diversity notes 253-366: taxonomic and phylogenetic contributions to fungal taxa. (2016)
  • 著者名/発表者名: Li GJ, Hyde KD, Zhao RL et al. (Tanaka K 109番目/141人中)
  • 雑誌名: Fungal Diversity 巻: 78 ページ: 1-237
  • DOI: 10.1007/s13225-016-0366-9
• [雑誌論文] Biotransformation of acetophenone to 1-phenylethanol by fungi. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagaki M, Sato R, Tanabe S, Sato T, Hasui Y, Chounan Y, Tanaka K, Harada Y
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 41 ページ: 247-250
• [雑誌論文] Fungal diversity notes 367-490: taxonomic and phylogenetic contributions to fungal taxa (2016)
  • 著者名/発表者名: Hyde KD, Hongsanan S, Jeewon R et al. (Tanaka K 47番目/112名)
  • 雑誌名: Fungal Diversity 巻: 80 ページ: 80-270
  • DOI: 10.1007/s13225-016-0373-x
• [雑誌論文] Phylogenetic analysis of the synnema-producing genus Synnemapestaloides (2016)
  • 著者名/発表者名: Watanabe K, Sekiguchi M, Sato T, Hsiang T, Kaneko S, Tanaka K, Kanda M, Fujita N, Nozawa S
  • 雑誌名: Journal of Fungi 巻: 28 ページ: 1-10
  • DOI: 10.3390/jof2040028
• [雑誌論文] Additions to Karst Fungi 3: Prosthemium sinense sp. nov., from Guizhou Province, China. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ariyawansa HA, Hyde KD, Tanaka K, Maharachchikumbura SSN, Al-Sadi AM, Elgorban AM, Liu ZY
  • 雑誌名: Phytotaxa 巻: 284 ページ: 281-291
  • DOI: org/10.11646/phytotaxa.284.4.4
• [雑誌論文] 小笠原諸島の樹木類等より分離された菌類. (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤豊三・小野剛・田中和明・服部力
  • 雑誌名: 日本微生物資源学会誌 巻: 32 ページ: 163-178
• [学会発表] Norleptosphol Cの合成研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹田珠実、橋本 勝
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部151大会
  • 発表場所: 山形大学（鶴岡市）
  • 年月日: 2016-10-09 – 2016-10-09
• [学会発表] 新規neomacrophorin類の構造決定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 日下部一晃、本村優奈、殿内暁夫、橋本 勝
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部151大会
  • 発表場所: 山形大学（鶴岡市）
  • 年月日: 2016-10-09 – 2016-10-09
• [学会発表] Cyclohelmintol Xの構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中静也、本村優奈、橋本 勝、福士江里
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部151大会
  • 発表場所: 山形大学（鶴岡市）
  • 年月日: 2016-10-09 – 2016-10-09
• [学会発表] Neomacrophorin Xの構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本 勝、日下部一晃、殿内暁夫、越野広雪
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部151大会
  • 発表場所: 山形大学（鶴岡市）
  • 年月日: 2016-10-09 – 2016-10-09
• [学会発表] ネオマクロフォリン類の単離・構造決定及び生理活性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本勝、広瀬あかね、本村優奈、日下部一晃、上杉祥太、殿内暁夫、前多隼人、根平達夫、木村賢一
  • 学会等名: 第58回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台市）
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [図書] 白神自然観察園のきのこ (7) (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田幸雄, 殿内暁夫, 宮入一夫, 山岸洋貴
  • 総ページ数: 58
  • 出版者: 弘前大学白神自然環境研究所