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2020 年度 実績報告書

酵素類似酸素添加反応の高度なエナンチオ制御を実現するフラボペプチド触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K05108
研究機関徳島大学

研究代表者

荒川 幸弘  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (70709203)

研究分担者 今田 泰嗣  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (60183191)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードフラビン / ペプチド / 酸化反応 / 不斉触媒反応
研究実績の概要

本研究の目的は、計算化学の手法を用いてペプチド鎖を有するフラビン分子(フラボペプチド)を設計し、これを不斉触媒とする高エナンチオ選択的酸素添加反応を実現することであり、先ずフラボペプチドを触媒とする均一系酸素添加反応を確立し、次いで高立体選択的不斉酸素添加反応の開発へと展開する段階的な計画に基づき実施した。
<平成30年度> 可溶性フラボペプチドを触媒とするスルフィドの酸素酸化反応において、還元剤として2,3-ジヒドロ-2-フェニルベンゾチアゾールを用いることで反応が円滑に進行することを見出した。また、酸素酸化Baeyer-Villiger反応における酵素類似位置選択性を見出した(Chimia, 2018, 72, 866)。
<令和1年度> 適用範囲の拡大および一般性の評価において、ロット毎の可溶性フラボペプチドの触媒活性が一致せず、この問題が触媒の純度に起因することが判明したため、触媒合成条件を再検討する必要が生じた。反応や精製工程の条件を種々検討した結果、高純度で活性再現性の高い可溶性フラボペプチド触媒の最適合成条件を確立することができた。一方、不斉反応に向けた予備実験で合成したN10位置換型アミノフラボペプチドが極めて高い反応量子収率でアルデヒドの光誘起α-オキシアミノ化を促進することを見出した(Org. Lett., 2019, 21, 6978)。
<令和2年度> フラボペプチドの各種ジアステレオマーを不斉合成し、酸素酸化触媒活性を評価することにより、触媒の立体化学が触媒活性に強く影響することを明らかにした。また、触媒の立体化学と活性の相関を計算化学の手法により解明し、鍵活性種の安定化におけるペプチド鎖カルボキシ基の重要性を明らかにした。しかしながら、高度なエナンチオ制御の実現には至らなかった(Tetrahedron Lett., 2021, accepted)。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effect of Stereochemistry on the Catalytic Activity of Flavopeptides2021

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Arakawa, Nao Takechi, Ken Yamanomoto, Keiji Minagawa, Yasushi Imada
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2021.153107

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alloxazinium-Resins as Readily Available and Reusable Oxidation Catalysts2021

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Arakawa, Takayuki Kawahara, Keiji Minagawa, Yasushi Imada
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1246/bcsj.20210096

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Uncommon Use of Irradiated Flavins: Bronsted Acid Catalysis2020

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Arakawa, Tomohiro Mihara, Hiroki Fujii, Keiji Minagawa, Yasushi Imada
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 ページ: 5661-5664

    • DOI

      10.1039/D0CC01960G

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nucleophilic Addition to Nitrones Using a Flow Microreactor2020

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Arakawa, Shun Ueta, Takuma Okamoto, Keiji Minagawa, Yasushi Imada
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 31 ページ: 866-870

    • DOI

      10.1055/s-0039-1691601

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Photoinduced Asymmetric α-Oxyamination of Aldehydes Using a Flavin Catalyst and Blue LED Irradiation2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Nishitani, Yukihiro Arakawa, Keiji Minagawa, Yasushi Imada
    • 学会等名
      the LED General Forum 2021
  • [学会発表] Nucleophilic Addition of Vinyl Ethers to a Flavinium Salt2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Hasegawa, Yukihiro Arakawa, Keiji Minagawa, Yasushi Imada
    • 学会等名
      6th International Forum on Advanced Technologies
    • 国際学会
  • [学会発表] 空気酸化―樹脂担持法による新規フラビニウム塩の合成2020

    • 著者名/発表者名
      坂東新之助,荒川幸弘,南川慶二,今田泰嗣
    • 学会等名
      第35回中国四国地区高分子若手研究会
  • [学会発表] 1,2-ビス(アルキルアミド)シクロヘキサンのゲル化を利用した含フラビン物理ゲルの物性評価2020

    • 著者名/発表者名
      三好正敏,荒川幸弘,南川慶二,今田泰嗣
    • 学会等名
      35回中国四国地区高分子若手研究会

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公開日: 2021-12-27  

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