新規抗真菌剤UK-2Aの構造活性相関

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580615
• Research Institution: OSAKA CITY UNIVERSITY
• Principal Investigator: 臼杵 克之助 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (30244651)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 誠 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00047309) ; 藤田 憲一 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (10285281)
• Keywords: 抗真菌作用 / 呼吸阻害 / 構造活性相関 / 9員環ジラクトン / 活性酸素種

Research Abstract

新規9員環ジラクトンUK-2A、および、その構造類似体である呼吸阻害剤antimycin(AA)は共に強力な抗真菌活性を有するが、UK-2Aの動物細胞に対する低毒性が何に由来するのかを明らかにすべく検討した。まず、生物活性発現にそれぞれの部分構造や置換基がどのように寄与しているかを明らかにすべく、UK-2AとAAの部分構造を併せ持つ9種類のハイブリッド体を合成した。得られた化合物について、牛心筋ミトコンドリアに対する呼吸阻害活性(pI_<50>)と培養細胞LLC-PK1に対する細胞毒性(IC_<50>)を評価した。UK-2Aとほぼ同様、あるいは若干上回る活性を示すいくつかのハイブリッド体が見いだされた。さらに、呼吸阻害活性発現に関しては芳香族アミド部分が必須であることを確認した。また、疎水性パラメーターIogPを推算し、細胞毒性発現に関しては疎水性側鎖の種類(ベンジル基、あるいはブチル基)と脂肪族アシル側鎖の鎖長が重要で、ブチル基をベンジル基に置換した誘導体では毒性が低下することを見いだした。
さらに9員環ジラクトン部を直鎖アルキル基やイソプレニル基に置換した11種類のUK-2A誘導体を合成し、呼吸酵母R.mucilaginosa IFO0001に対するこれらの誘導体の抗菌活性を比較した。合成した誘導体の中で最も強力な活性を有するC9-UK-2Aの作用を本酵母に対して調べたところ、AAやUK-2Aは静菌作用しか示さなかったが、C9-UK-2Aは殺菌作用を示すことがわかった。C9-UK-2Aは本酵母の細胞内物質を漏出させ、人工調製リポソームより内封物を放出させたことから膜障害を引き起こすと示唆された。また、その膜障害作用は典型的な膜障害物質のそれよりもゆるやかなものであった。さらにC9-UK-2Aは本酵母に対して活性酸素種(ROS)の産生も誘導した。α-トコフェロール処理により生じたROSは消去されたが、その殺菌作用は完全に回復しなかった。R.mucilaginosa IFO0001に対するC9-UK-2Aの殺菌作用には主として膜障害に起因し、ROS産生も膜の過酸化などに関与しているのではないかと結論した。

Research Products

• [Publications] K.Tani, Y.Usuki, K.-I.Fujita, M.Taniguchi: "UK-2A, B, C and D, Novel Antifungal Antibiotics from streptomyces sp. 517-02 VIII. Reactive Oxygen Species Generated by C9-UK-2A, a Derivative of UK-2A, in Rhodotorula mucilaginosa IFO0001"The Journal of Antibiotics. 56(3). 314-317 (2003)
• [Publications] Y.Usuki, K.Goto, T.Kiso, K.Tani, X.Ping, K.-I.Fujita, H.Iio, M.Taniguchi: "UK-2A, B, C and D, Novel Antifungal antibiotics from streptomyces sp. 517-02 VI(2). Structure-Activity Relationships of UK-2A"The Journal of Antibiotics. 55(6). 607-610 (2002)