2023 年度研究成果報告書

計算化学・有機合成化学・生化学を基盤としたテルペン環化反応の解析

研究課題

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研究課題/領域番号	22K14791
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分37020:生物分子化学関連
研究機関	山梨大学
研究代表者	佐藤玄山梨大学, 大学院総合研究部, 特任助教 (80782648)
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード	テルペン / 計算化学 / 天然物化学
研究成果の概要	本研究では、テルペン環化酵素のメカニズムを実験化学と計算化学を用いて解析した。トリフルオロメチル基を有する人工基質を合成し、カルボカチオンの求電子性向上や二重結合の電子密度低下が環化反応に与える影響とMe基の役割を明らかにした。また、spiroalbateneとpeniroquesineの生合成反応機構を解明した。本研究は、テルペン環化反応機構の深い理解と「自然に学ぶものづくり」への応用という工学的意義、およびカルボカチオンの反応性という基礎学理の追求という意義を併せ持つ。研究成果として、総説1報、原著論文3報を発表した。
自由記述の分野	計算化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究は、テルペン環化反応における反応制御機構の解明を目的とし、CF3基を有する人工基質を用いて、カルボカチオンと低求核性二重結合の反応性、およびMe基の役割を明らかにすることを目指しています。この研究は、従来の実験科学的手法に加え、最新の計算化学を組み合わせた独自のアプローチを採用しており、学術的に新規性と独創性を有しています。本研究成果により、自在にテルペン化合物を生産する酵素設計や、低環境負荷型物質生産によるSDGsへの貢献の可能性を秘めています。さらに、CF3基を有する環化生成物は、新規医薬品リード化合物や新規機能性分子としての応用が期待されるため、社会的意義も大きいと考えられます。