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2019 年度 実績報告書

VCD励起子キラリティー法による立体構造解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02836
研究機関北海道大学

研究代表者

門出 健次  北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (40210207)

研究分担者 谷口 透  北海道大学, 先端生命科学研究院, 講師 (00587123)
村井 勇太  北海道大学, 先端生命科学研究院, 助教 (20707038)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードVCD / 円二色性スペクトル / 励起子キラリティー / 絶対配置 / 理論計算 / アシルセラミド / キラリティー
研究実績の概要

アルキン、アジド、ニトリル等のIR官能基のVCD励起子キラリティー法への応用可能性を検証するために、まず各種IR官能基を二つ有するビナフチルを合成し、その実測VCDを検証した。ビナフチルを用いることにより分子のコンフォメーションの制御することが可能であると考えた。文献既知反応を駆使して、ビナフチルの化学変換を実施した。ラセミ体合成の後、キラルカラムによる光学分割するルート、及び、光学活性体を出発原料とする二つのルートで光学活性体の合成を実施した。その後、それぞれの化合物に対してVCD測定を行い、IR特性吸収に対する分裂型VCDシグナルを比較した。ビナフチルという共通の母核を使用することにより、官能基によるVCDシグナルのみの違いが明確に観測できた。VCD励起子キラリティー法を構造解析に応用する上で、二つのIR官能基の位置関係とVCDシグナル形状の相関の詳細を解明することが必要不可欠である。そこで、IR官能基間の距離や角度を様々に変化させた各種分子を合成した。VCDのシグナル形状からIR官能基間の位置関係、ひいては官能基が導入された分子の立体構造を正しく予測しうる方法論を議論した。
生体関連中分子にVCD励起子キラリティー法を応用するための実験を行った。中分子としてアシルセラミドを選び、アシルセラミドのカルボニル基に対してのVCD励起子キラリティー法の適用を試みた。アシルセラミドは、人間の皮膚のバリア機能を担う巨大スフィンゴ脂質分子である。まず、巨大アシルセラミド分子の全合成研究を開始した。本分子には二つの不斉炭素があるが、その絶対配置決定は、通常の方法では極めて困難である。予備実験として、天然体のセラミドを入手し、標準的な長さの脂肪酸を有するセラミドの二級水酸基にアシル基を導入することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
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

IR官能基を有するキラルビナフチルの合成に成功している。また、それぞれの化合物に対してVCD測定を行い、IR特性吸収に対する分裂型VCDシグナルの観測に成功している。これらの結果をもとに、学会発表などの外部発表も多数実施しており、その際の討論の結果も研究にフィードバックさしている。

今後の研究の推進方策

2019年度に引き続き、アルキン、アジド、ニトリル等のIR官能基のVCD励起子キラリティー法への応用可能性を検証するために、各種IR官能基を二つ有するビナフチル、もしくは糖類等を合成し、その実測VCDを検証する。VCDのシグナル形状からIR官能基間の位置関係、ひいては官能基が導入された分子の立体構造を正しく予測しうる方法論が成立するか否か議論する。生体関連中分子への応用を考慮して、引き続き、アシルセラミド類の全合成研究を実施する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Inversion of the axial information during oxidative aromatization in the synthesis of axially chiral biaryls using organocatalyst as a key step2020

    • 著者名/発表者名
      Koshino S., Takikawa A., Ishida K., Taniguchi T., Monde K., Kwon E., Umemiya S., Hayashi Y.
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 26 ページ: 4524-4530

    • DOI

      10.1002/chem.201905814

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Circularly Polarized Light on Germination, Hypocotyl Elongation and Biomass Production of Arabidopsis and Lettuce; Involvement of Phytochrome B2020

    • 著者名/発表者名
      Lkhamkhuu E., Zikihara K., Katsura H., Tokutomi S., Hosokawa T., Usami Y., Ichihashi M., Yamaguchi J., Monde K.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chiral Combinatorial Preparation and Biological Evaluation of Unique Ceramides for Inhibition of Sphingomyelin Synthase2019

    • 著者名/発表者名
      Koolath S., Murai, Y., Suga, Y., Monde, K.
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 32 ページ: 308-313

    • DOI

      10.1002/chir.23179

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of Ligand‐Tag Exchangeable Photoaffinity Probe Utilizing Nosyl Chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Saaidin S. A., Murai, Y., Ishikawa, T., Monde, K.
    • 雑誌名

      Eur. J. Org. Chem.

      巻: - ページ: 7563-7567

    • DOI

      10.1002/ejoc.201901348

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] First enantioselective synthesis of salinipostin A, a marine cyclic enol-phosphotriester isolated from Salinispora sp2019

    • 著者名/発表者名
      Okamura, H., Fujioka, T., Mori, N., Taniguchi, T., Monde, K., Watanabe, H., Takikawa, H.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett

      巻: 60 ページ: 150917-150919

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2019.07.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Malabaricone C as Natural Sphingomyelin Synthase Inhibitor against Diet-Induced Obesity and Its Lipid Metabolism in Mice2019

    • 著者名/発表者名
      Othman, M. A., Yuyama, K., Murai, Y., Igarashi, Y., Mikami, D., Sivasothy, Y., Awang, K., Monde, K.
    • 雑誌名

      ACS Med. Chem. Lett.

      巻: 10 ページ: 1154-1158

    • DOI

      10.1021/acsmedchemlett.9b00171

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Sphingolipid Chemical Biology toward Drug Discovery from Nature2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Monde
    • 学会等名
      Symposium “Recent Trends in Medicinal Chemistry”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Naturally Occurring Sphingomyelin Synthase Inhibitors against Diet-Induced Obesity and their Action Mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Monde
    • 学会等名
      2nd Chemical Biology Workshop (ChemBiol Workshop)
    • 国際学会
  • [学会発表] Naturally Occurring Sphingomyelin Synthase Inhibitors against Diet-Induced Obesity and their Action Mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Monde
    • 学会等名
      The Fourth A3 Roundtable Meeting on Asia Chemical Probe Research Hub
    • 国際学会
  • [学会発表] Sphingosine Chemical Biology2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Monde
    • 学会等名
      Hunter Collage Seminor
    • 国際学会
  • [学会発表] 赤外円二色性スペクトルによる生命分子のキラリティ解明2019

    • 著者名/発表者名
      門出 健次
    • 学会等名
      第30回万有仙台シンポジウム
    • 招待講演
  • [図書] セラミド研究会 編 セラミド研究の新展開 ~基礎から応用へ~2019

    • 著者名/発表者名
      村井勇太、門出健次
    • 総ページ数
      337
    • 出版者
      食品化学新聞社
  • [備考] 北海道大学大学院先端生命科学研究院付属施設次世代物質生命科学センター Annual Report

    • URL

      https://life.sci.hokudai.ac.jp/fr/annual-report

  • [備考] 北海道大学大学院先端生命科学研究院 化学生物学研究室

    • URL

      http://altair.sci.hokudai.ac.jp/infchb/sub/publication.html

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公開日: 2021-01-27  

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