2022 年度研究成果報告書

生体触媒による官能基変換をトリガーとするドミノ型不斉合成プロセスの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	20K05870
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分38040:生物有機化学関連
研究機関	明星大学
研究代表者	冨宿賢一明星大学, 理工学部, 教授 (70392090)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	生体触媒 / 不斉異性化 / プロトン移動 / エナンチオ面選択性 / 酸化 / 環化 / ドミノ反応
研究成果の概要	生体触媒により生じた高反応性中間体が酵素のアミノ酸残基の形成する不斉反応場中で光学活性物質に変換されるという連続的な反応を、優れた収率や不斉収率で達成することを目的として研究に取り組んだ。具体的には、生体触媒での加水分解をトリガーとする遠隔不斉誘導と生体触媒をトリガーとするドミノ型酸化‐不斉環化の２つの課題に取り組んだ。特に興味深い結果として、ブテノライドを対象とする検討の中で、生体触媒により高反応性なジエノラートが生じ、引き続く二重結合の移動を伴うプロトン化が、γ-位でエナンチオ面選択的に進行することを見出したことが挙げられる。この反応を利用し、各種の光学活性なブテノリドの合成を達成した。
自由記述の分野	有機化学、酵素化学、応用微生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	既存のタンパク質やゲノムのデータベースに捉われず、独自の分子設計に基づく低分子化合物を基質として用いることにより、全く新しい活性を示す酵素を見つけ出すことができる。性質や機能、構造に基づき新しい酵素を体系化することにより、生体触媒としての利用のみならず、生合成系の人為的なデザインに利用でき、天然物を凌ぐ生物活性を示す有用物質の供給につながると期待できる。基質の適切な分子設計により生物活性天然物の合成に直結する斬新な生体触媒プロセスを開発してその有用性を示せば、多くの有機合成化学者による生体触媒の利用につながり、この分野の発展に大きく寄与することができる。