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2015 年度 実績報告書

アジド・アルキン基を用いたVCDによる天然物・生体高分子の三次元構造解析法

研究課題

研究課題/領域番号 26702034
研究機関北海道大学

研究代表者

谷口 透  北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 助教 (00587123)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード有機化学 / 赤外円二色性 / 蛋白質 / 構造解析 / 糖
研究実績の概要

昨年度に引き続き、二つのアジド基を糖、ステロイド、ペプチドなどの各種低分子天然物に導入し、VCD励起子キラリティー法の適用範囲についての知見を拡充した。シアノ基やアルキン基についても検討を進めているものの、これらの官能基については今後より検討を進める必要がある。
また、アジド基を一つだけ有するアミロイド形成性のペプチドを作製し、アミロイド線維形成時に異なる分子間でのアジド基相互作用による励起子型VCDが観察されるかどうかも検討した。今回はトランスサイレチン(105-115)の配列を用いたが、残念ながらそのような励起子型VCDのシグナルは観察されなかった。今後、他のペプチドへの検討を進める必要がある。
一方で、励起子キラリティー法の根本的な理論構築に向け、理論化学者の助言のもと、様々なモデル化合物を合成した。
また、既存のVCD測定装置を用いた場合には分裂型VCDシグナルが正負対象に出ないという微細な問題点があったものの、新たなVCD測定装置の導入、ならびに2100 cm-1領域に強いVCDを示す化合物の両鏡像体を合成した。これらの化合物は今後、非常に注意を要する本領域のVCD測定精度の向上のため、VCD測定装置の光学系の調整に利用できる。
また、VCD励起子キラリティー法の利用によって、論文3編を報告し、アジド基一つだけ有する糖誘導体についても現在論文をまとめている。

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

VCD励起子キラリティー法による天然物・高分子の構造解析について、論文3編を既に報告したことに加え、アジド基を一つだけ有する糖誘導体のVCD結果についても現在論文執筆中である。また、VCD励起子キラリティー法の根本的理論の構築についてもモデル化合物数種の合成に成功するなど、順調に進んでおり、平成28年度の半ばを目標に論文報告できるものと考えている。アジド基を二つ有する各種化合物の合成・VCD測定も順調に進んでいるものの、ペプチドへの応用に関してはさらなる検討が必要である。また、今後VCDをより精密に測定するために必要な、2100 cm-1付近に強力なVCDシグナルを示す化合物の両鏡像体を得ることにも成功した。

今後の研究の推進方策

VCD励起子キラリティー法の基礎的知見の確立のためのモデル化合物の合成を早期に終了し、理論化学者とのディスカッションのもと、論文報告を検討する。また、アジド基やアルキン基を生体高分子に導入し、その時に構造に応じた局所的構造情報の抽出を試みる。具体的には、ポリプロリン・ポリヒドロキシプロリン系の分子への導入を検討する。一方、アジド基を一つだけ導入したアミロイド形成性のペプチドをトランスサイレチン以外にも合成し、アミロイド線維形成下における励起子型VCDの観察を試みる。アジド基やシアノ基を用いたVCD励起子キラリティー法について、理論計算も随時行い、その解釈の信頼性の向上を試みる。以上。これらの結果について論文発表を目指す。

次年度使用額が生じた理由

当初計画では、タンパク質合成・精製用の機器・試薬を平成27年度中に購入する予定だった。しかし、これまでの結果より、低分子ペプチドをより詳細に研究する必要が生じたため、これらを平成28年度に購入することとした。またこれに伴い、質量分析測定委託料なども、平成28年度での使用とすることとした。

次年度使用額の使用計画

上記に加え、得られた成果を学会・論文などで積極的に発表したいと考えている。また、論文をまとめるにあたり、質量分析測定委託料に加え、NMRなどの共通機器使用料への使用が必要となる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Epigenetic stimulation of polyketide production in Chaetomium cancroideum by an NAD+-dependent HDAC Inhibitor.2016

    • 著者名/発表者名
      Teigo Asai, Shuntaro Morita, Tohru Taniguchi, Kenji Monde, Yoshiteru Oshima
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 14 ページ: 646-651

    • DOI

      10.1039/c5ob01595b

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydrogen Bonding to Carbonyl Oxygen of Nitrogen-Pyramidalized Amide – Detection of Pyramidalization Direction Preference by Vibrational Circular Dichroism Spectroscopy.2016

    • 著者名/発表者名
      Siyuan Wang, Tohru Taniguchi, Kenji Monde, Masatoshi Kawahata, Kentaro Yamaguchi, Yuko Otani, Tomohiko Ohwada
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 52 ページ: 4018-4021

    • DOI

      10.1039/c6cc00284f

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Studying the stereostructure of biomolecules and their analogues by vibrational circular dichroism.2016

    • 著者名/発表者名
      Tohru Taniguchi, Takahiro Hongen, Kenji Monde
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 48 ページ: -

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stereochemical Analysis of Glycerophospholipids by Vibrational Circular Dichroism.2015

    • 著者名/発表者名
      Tohru Taniguchi, Daisuke Manai, Masataka Shibata, Yutaka Itabashi, Kenji Monde
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 137 ページ: 12191-12194

    • DOI

      10.1021/jacs.5b05832

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 赤外円二色性による天然物の三次元構造解明2015

    • 著者名/発表者名
      谷口透
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 531 ページ: 34-35

  • [学会発表] 立体構造解析から拓く天然物化学2016

    • 著者名/発表者名
      谷口透
    • 学会等名
      第4回慶応有機化学若手シンポジウム
    • 発表場所
      慶応義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-05-08
    • 招待講演
  • [学会発表] キラル分光法を用いた生理活性物質・糖・ペプチドの構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      谷口透
    • 学会等名
      第23回農芸化学Frontiersシンポジウム
    • 発表場所
      定山渓ビューホテル(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Stereochemical Analysis of Glycerophospholipids by the VCD Exciton Chirality Method2016

    • 著者名/発表者名
      Tohru Taniguchi, Daisuke Manai, Masataka Shibata, Kenji Monde
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-26
  • [学会発表] 赤外円二色性で見るキラル高分子の立体構造2015

    • 著者名/発表者名
      谷口透
    • 学会等名
      2015年度北海道高分子若手研究会
    • 発表場所
      定山渓グランドホテル瑞苑(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-08-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外円二色性によるキラル構造解析から拓く生体高分子化学2015

    • 著者名/発表者名
      谷口透
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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