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2018 年度 実績報告書

合成基質を利用した渦鞭毛藻由来環状エーテル化合物の生合成関連酵素の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15K01798
研究機関東京大学

研究代表者

佐竹 真幸  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90261495)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード環状エーテル / 生合成酵素 / エポキシド開環反応 / 海洋微細藻
研究実績の概要

梯子状ポリエーテル化合物イエッソトキシンのAB環部分と共通構造を有するイエッソトキシンAB環エポキシ化合物を酵素反応のモデル基質として合成した。渦鞭毛藻酵素抽出液に、エポキシモデル基質を加えて、室温でインキュベーションを行った。酵素混合液に、メタノールを加えて反応を停止し、遠心分離により不溶化したタンパク質群を除去し、メタノールにより酵素反応物を抽出した。酵素反応物を液体クロマトグラフィー/マススペクトロメトリー分析を行ったところ、エポキシド基質が消失し、6員環エーテルが主生成物として変換されたことを確認した。本反応が、エポキシドの開環反応により、直接的に6員環エーテルを生成している事を確認するために、5員環エーテル化合物を酵素抽出液中で24時間インキュベーションした。その結果、6員環エーテル化合物の生成は確認されず、本酵素が、エポキシドの6-エンド開環反応を触媒していることを確認した。渦鞭毛藻が生産する梯子状ポリエーテル化合物の生合成では、エポキシド中間体が酵素反応により、化学的に不利なエンド環化物を生成することを明らかとした。渦鞭毛藻はゲノムサイズが大きいため、分子生物学的手法による生合成研究が困難であったが、有機合成化学による基質合成と質量分析を利用した微量分析法、渦鞭毛藻から抽出した酵素を用いた生化学的手法を組み合わせることにより、梯子状ポリエーテル化合物の生合成に関与すると考えられる生合成関連酵素を初めて見出すことが出来た。これまでの研究では、鎖状エポキシド化合物が不安定であったため、長時間の酵素反応を行うことが出来なかったが、イエッソトキシンAB環エポキシ化合物では、環状エーテルをテンプレイトとして導入することにより、エポキシドの自発的開環反応を抑制し、エポキシド開環酵素を発見することに成功した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] New aplysiatoxin derivatives from the Okinawan cyanobacterium Moorea producens2019

    • 著者名/発表者名
      H. Nagai, M. Watanabe, S. Sato, M. Kawaguchi, Y. Y. Xiao, K. Hayashi, R. Watanabe, H. Uchida , M. Satake
    • 雑誌名

      Tetrahedron

      巻: 75 ページ: 2486-2494

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.tet.2019.03.020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Convergent synthesis of the WXYZ ring of maitotoxin and the HIJK ring of brevisulcenal-F2018

    • 著者名/発表者名
      N. Osato, H. Onoue, Y. Toma, K. Torikai, M. Ebine, M. Satake, T. Oishi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 ページ: 265-268

    • DOI

      https://doi.org/10.1246/cl.171056

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brevisulcenal-G, -H, and -I, Polycyclic Ether Marine Toxins from the Dinoflagellate Karenia brevisulcata2018

    • 著者名/発表者名
      M. Satake, R. Irie, Y. Hamamoto, K. Tachibana, P. T. Holland, D. T. Harwood, F. Shi, V. Beuzenberg, Y. Itoh, F. Hayashi, H. Zhang
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 96 ページ: 2096-2105

    • DOI

      DOI: 10.3987/COM-18-14014

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ブレビスルセナール-FのRS環部の合成研究2019

    • 著者名/発表者名
      新井智之・鳥飼浩平・海老根真琴・佐竹真幸・大石徹
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] Synthetic Study of the VWX Ring System of Brevisulcenal-F2019

    • 著者名/発表者名
      TANAKA, Tatsuya; TORIKAI, Kohei; EBINE, Makoto; SATAKE, Masayuki; OISHI, Tohru
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] アミロイドペプチドへの結合モチーフとしての各種梯子状ポリエーテル化合物の評価と相互作用についての考察2019

    • 著者名/発表者名
      Xiong Weiqi・土川博史・原利明・村田道雄・佐竹真幸
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] Biosynthetic enzymes related to marine polyethers in dinoflagellate extracts2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Satake, Daisuke Naganuma
    • 学会等名
      The 18th international conference on harmful algae
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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