13C-NMR化学シフト値を用いる天然有機化合物の構造解析の評価と構造訂正研究

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07724
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 越野 広雪 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, ユニットリーダー (50321758)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: NMR / 立体化学 / 天然有機化合物 / 構造訂正 / テルペノイド / デカリン / ポリケタイド / フェノール

研究実績の概要

CAST/CNMRは化学構造式から13C NMR化学シフト値を予測、あるいは13C NMRシフト値から部分構造を検索し化学構造式を提案する機能を有するシステムで独自のデータベースを利用する。CAST/CNMRの機能を活用し、報告されている13C NMRデータの的確な評価を行い、応用研究として既知化合物を異なる構造の新規化合物として誤った報告をしている事例を効率的に見出し、正しい構造を提案する構造訂正研究を目的とする。最近の文献を中心に、様々な骨格の化合物の構造情報と13C NMRデータをCAST/CNMRのデータベースに登録し、文献記載の構造に関してCAST/CNMRを実行して構造式及び13C NMRデータの評価を行なった。
評価の結果、クレロダン骨格のジテルペンの報告において、デカリン部分がtrans型からcis型に構造訂正すべき化合物や、側鎖の13位の二重結合の立体化学を訂正すべき例が複数見出された。ラブダン型ジテルペンではcis型のデカリン骨格として報告されているcis-sclareolなどはtrans型のデカリンで9位のエピマーと訂正した。プレニル化されたフェノール類ではオルト位に水酸基のある構造の化合物の多くでプレニル基に水酸基が導入された、(Z)-3-ヒドロキシ-3-メチル-1-ブテニル基を有する場合に、側鎖水酸基とフェノールの水酸基の間でエーテル結合したクロメン骨格の化合物に構造訂正される事例が多く見出された。ポリケタイドの評価の過程で、合成ポリプロピレンの立体異性体のデータを活用できるか検討し、ポリマーのデータをオリゴマー構造に分割して登録し、利用可能であることを確認した。
CAST/CNMRの部分構造検索のためクエリー設定と、シフト予測結果のスペクトル表示に関するGUIの開発によってCAST/CNMRシステムの一般へのフリーウェアとしての公開を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Isolation of a spirolactone norditerpenoid as a yeast Ca2+ signal transduction inhibitor from Kuji amber and evaluation of its effects on PPM1A activity (2019)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Eisaku、Koshino Hiroyuki、Noro Aoi、Maruyama Miku、Shimoda Nozomu、Uesugi Shota、Ohnishi Motoko、Kimura Ken-ichi
  • 雑誌名: Fitoterapia 巻: 134 ページ: 290～296
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.fitote.2019.02.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of yeast Ca2+ signal transduction inhibitors from the Early Cretaceous Burmese amber (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchida Takeshi、Koshino Hiroyuki、Abe Junpei、Hakozaki Mayuka、Yamada Hidetoshi、Kimura Ken-ichi
  • 雑誌名: Fitoterapia 巻: 134 ページ: 422～428
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.fitote.2019.02.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of Peribysins O, P, and Q from Periconia macrospinosa KT3863 and Configurational Reinvestigation of Peribysin E Diacetate from Periconia byssoides OUPS-N133 (2019)
  • 著者名/発表者名: Inose Kota、Tanaka Kazuaki、Yamada Takeshi、Koshino Hiroyuki、Hashimoto Masaru
  • 雑誌名: Journal of Natural Products 巻: 82 ページ: 911～918
  • DOI: 10.1021/acs.jnatprod.8b01001
  • 査読あり
• [雑誌論文] The value of universally available raw NMR data for transparency, reproducibility, and integrity in natural product research (2019)
  • 著者名/発表者名: McAlpine J. B.、Chen S-N、Kutateladze A、MacMillan J B.、Appendino G、Barison A、Beniddir M. A.、Biavatti M W.、Bluml S、Boufridi A、Butler M S.、Capon R J.、Choi Y H.、Coppage D、Crews P、Crimmins M T.、Jeannerat D、Koshino Hiroyuki、Pauli G. F. et al
  • 雑誌名: Natural Product Reports 巻: 36 ページ: 35～107
  • DOI: 10.1039/c7np00064b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Biosynthetic study of conidiation-inducing factor conidiogenone: heterologous production and cyclization mechanism of a key bifunctional diterpene synthase (2018)
  • 著者名/発表者名: Shiina Tetsuya、Nakagawa Kazuya、Fujisaki Yukiko、Ozaki Taro、Liu Chengwei、Toyomasu Tomonobu、Hashimoto Masaru、Koshino Hiroyuki、Minami Atsushi、Kawaide Hiroshi、Oikawa Hideaki
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 83 ページ: 192～201
  • DOI: 10.1080/09168451.2018.1536518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Convenient Synthesis of Thiohydantoins, Imidazole-2-thiones and Imidazo[2,1-b]thiazol-4-iums from Polymer-Supported α-Acylamino Ketones (2018)
  • 著者名/発表者名: Kralova Petra、Malon Michal、Koshino Hiroyuki、Soural Miroslav
  • 雑誌名: Molecules 巻: 23 ページ: 976～976
  • DOI: 10.3390/molecules23040976
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Structural Revision of Terpenoids and Related Natural Products by Using CAST/CNMR System (2018)
  • 著者名/発表者名: Koshino Hiroyuki, Koichi Shungo, Satoh Hiroko
  • 学会等名: EUROMAR2018
  • 国際学会
• [学会発表] 13C NMR化学シフト予測・部分構造検索機能を有すうるCAST/CNMRシステムの公開 (2018)
  • 著者名/発表者名: 越野広雪、朝倉克夫、栗本智充、小市俊悟、佐藤寛子
  • 学会等名: 第57回NMR討論会
• [学会発表] 13C NMR化学シフト予測・部分構造検索機能を構造検索機能を有するCAST/CNMRシステムの高分子への応用の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 越野広雪、小市俊悟、佐藤寛子
  • 学会等名: 第23回高分子分析討論会