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2018 年度 実績報告書

シュライバーサイト由来リン化学種の反応を起源とする生命分子の生成反応

公募研究

研究領域冥王代生命学の創成
研究課題/領域番号 17H05230
研究機関東京工業大学

研究代表者

清尾 康志  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (20313356)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード冥王代 / シュライバーサイト / ピロ亜リン酸 / 亜リン酸モノエステル / リン酸化 / ヌクレオチド / アミノ酸 / 炭水化物
研究実績の概要

生体分子の多くはリンを含み、何故リンが生命の必須元素になったのかを理解することは生命起源を知る上で重要である。冥王代の地球ではリンはシュライバーサイト[Fe3P]として存在していた。Fe3Pは水と反応し様々な還元的リン化学種を生成する。また、リボヌクレオチドと反応し、2', 3'-AMPも生成する。本研究では、冥王代のFe3Pの役割をさらに解明するためにFe3PやFe3P由来リン化学種と様々な生体分子との反応を調べた。特に、アミノ酸、糖、グリセルアルデヒド等との反応生成物を解析し、これら生成物から複雑な生命分子や代謝反応が誕生した可能性を明らかにするための実験を行った。
その結果、シュライバーサイトから生成するピロ亜リン酸(H4PO5)はpH9程度の弱アルカリ性の条件下、セリン、チロシン、トレオニンなどのアミノ酸の側鎖に存在する水酸基、リボース、グリセルアルデヒドなどの炭水化物の水酸基と反応し、対応する亜リン酸モノエステルを与えることを31P-NMRにより明らかにした。
また、生成した亜リン酸エステルが酸化されてリン酸エステルに変換される可能性を検証するために、種々の酸化反応を検討したところ、ペルオキソ二硫酸カリウムなどの酸化剤やパラジウムなどの金属触媒の存在下、亜リン酸モノエステルからリン酸エステルが生成することを明らかにした。
以上の結果より、冥王代において比較的穏和な条件下、シュライバーサイト由来リン化学により、様々な生体分子の亜リン酸モノエステルやリン酸エステルが生成する可能性が示された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 31P NMR Study on the Reactions of Amino Acids and Sugar Derivatives with Pyrophosphorous Acid as a Possible Prebiotic Phosphonylating Agent2019

    • 著者名/発表者名
      Seio K, Shiozawa T, Sugiyama D, Ohno K, Tomori T, Masaki Y
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn

      巻: 92 ページ: 905-911

    • DOI

      doi: 10.1246/bcsj.20180392

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA triplex-based fluorescence turn-on sensors for adenosine using a fluorescent molecular rotor 5-(3-methylbenzofuran-2-yl) deoxyuridine2019

    • 著者名/発表者名
      Kanamori T, Masaki Y, Oda Y, Ohzeki H, Ohkubo A, Sekine M, Seio K
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: - ページ: -

    • DOI

      doi: 10.1039/C8OB02747A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deoxynucleoside Triphosphate Containing Pyridazin-3-one Aglycon as a Thymidine Triphosphate Substitute for Primer Extension and Chain Elongation by Klenow fragments.2018

    • 著者名/発表者名
      Tomori T, Nagaoka K, Takeshita L, Shiozawa T, Miyatake Y, Masaki Y, Sekine M, Seio K
    • 雑誌名

      J Org Chem.

      巻: 83 ページ: 8353-8363

    • DOI

      doi: 10.1021/acs.joc.8b00918

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvent- and environment-dependent fluorescence of modified nucleobases.2018

    • 著者名/発表者名
      Seio K, Kanamori T, Masaki Y.
    • 雑誌名

      Tetrahedron Lett.

      巻: 59 ページ: 1977-1985

    • DOI

      doi: 10.1016/j.tetlet.2018.04.003

    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and properties of photo-responsive DNA probes containing thioxanthone and nitrophenethyl group2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshita, L, Masaki, Y, Seio, K
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
  • [学会発表] ホスホロアミダイト化合物を利用したグアノシンテトラリン酸の効率的合成法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      杉山大樹, 大野健太郎, 正木慶昭, 清尾康志
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
  • [学会発表] Synthesis and properties of photo-responsive DNA probes containing photo-cleavable protecting group and thioxanthone as a photo-sensitizer2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshita L, Masaki Y, Seio K
    • 学会等名
      The 45th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] A structure-activity relationship of incorporation of 2'-O-carbamoyl modified uridine triphosphate by RNA polymerase2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshita L, Shiozawa T, Sugiyama D, Tomori T, Masaki Y, Seio K
    • 学会等名
      日本核酸医薬学会 第4回年会
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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