新規チロシンキナーゼ阻害物質ヒバリマイシンの生合成と構造活性相関

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12760079
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 五十嵐 康弘 富山県立大学, 工学部, 助教授 (20285159)
• Keywords: hibarimicin / biosynthesis / tyrosine kinase inhibitor

Research Abstract

前年度までに、ヒバリマイシン(HBM)生合成経路を解明する目的で、いくつかの生合成閉鎖株を取得した。本年度はそれらが生産する生合成関連物質の構造の解析、協同生合成(コシンセシス)による生合成経路の解析、得られたHBM関連化合物の生物活性評価を行ったので報告する。
構造が明らかになった生合成中間体関連物質のうち、HMP-Y6はHBM Bの西側(左側)半分の構造が二量化した対称化合物であった。そのアグリコンHMP-Y1は後述するように真の生合成中間体であった。また、アグリコンがメトキシ基の脱離を伴う分子内環化したHMP-P1、及びその配糖体HMP-P4がシャント化合物として同定された。HBMが二量体化する以前の生合成中間体を単離することはできなかったが、そのシャント化合物を4種構造決定した。
これらの構造から推定される生合成中間体と協同生合成実験により、HBM生合成経路を次のように推定した。最初に、11個のマロン酸からアグリコンの半分に相当するユニットが作られた後、それが酸化的にカップリングして、左右対称なアグリコンHMP-Y1が生成する。これが更に酸化的修飾を受けてHBMアグリコンとなり、その後デオキシ糖が順次付加される。HMP-Y1が生合成中問体であることを証明するために、次のような実験を行った。まず1-^<13>C酢酸添加培養により^<13>C標識したHMP-Y6を調製した。これを酸メタノリシスすることにより得られるHMP-Y1を生合成閉鎖株によりHBM Bに変換した。このHBM Bの^<13>C-NMRスペクトルでは酢酸の1位に由来する炭素が特異的に標識されていたことから、HMP-Y1を経由してHBM Bが生合成されたことが証明された。
HBM同族体も含めて、関連化合物の生物活性を評価した結果、HBM Bが最も選択性の高いv-Srcチロシンキナーゼ阻害剤であり、HBMアグリコンは最も活性が強いが選択性に劣ることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] H.Hori et al.: "Biosynthesis of hibarimicins. I. ^<13>C-labeling experiments"Journal of Antibiotics. 55. 46-52 (2002)
• [Publications] T.Kajiura et al.: "Biosynthesis of hibarimicins. II. Elucidation of biosynthetic pathway by cosynthesis using blocked mutants"Journal of Antibiotics. 55. 53-60 (2002)
• [Publications] Y.Igarashi et al.: "Biosynthesis of hibarimicins. III. Structures of new hibarimicin-related metabolites produced by blocked mutants"Journal of Antibiotics. 55. 61-70 (2002)
• [Publications] S-I.Cho et al.: "Effects of hibarimicins and hibarimicin-related compounds produced by Microbispora on v-Src kinase activity and growth and differentiation of human myeloid leukemia HL-60 cells"Journal of Antibiotics. 55(印刷中). (2002)