完全重水素化基質を用いたイソプレノイド類の代謝反応機構化学の解明およびその応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15310146
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 江口 正 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (60201365)
• Keywords: イソプレノイド / 生合成 / 安定同位体標識 / 完全重水素化メバロン酸

Research Abstract

本申請者らは、完全重水素化メバロン酸の取り込み実験を行い、生合成過程で導入される軽水素を^1H-NMRで解析するという独自な方法論を開発した。これらの成果を背景として、本研究ではこの手法を幅広くイソプレノイド化合物に応用し、イソプレノイド化合物生合成機構解明、生理活性天然物の作用機作解明のためのプローブ調製への展開へと応用することを目的としている。
本年度では、まずこれまで開発した方法ではラセミ体の完全重水素化メバロン酸を用いていたため、生物はその半分しか利用できず効率が悪かった。そこでラセミ体合成を基盤としてSharplessの不斉エポキシ化反応を鍵とする光学活性な(R)-完全重水素化メバロン酸の合成法を開発した。
また、イソプレノイド化合物生合成機構解明では、環化機構が未知のであったジテルペン抗腫瘍活性化合物のTerpentecinにつき、完全重水素化メバロン酸の取り込み実験を行い、得られた生成物を^1H-NMRで解析し、その環化機構が椅子型-舟型の立体配座を取り、環化反応が進行し、ヒドリドおよびメチル基の転位を経て、トランス-デカリン環が形成されることを明らかにした。さらに、抗真菌活性を有する四環性ジテルペングリコシドZofimarinについても同様な実験を行い、ゲラニルゲラニルニリン酸が、一度5-8-5縮環系を構築し、その後炭素-炭素結合の酸化的切断が起き、分子内Diels-Alder反応により、四環性骨格が構築されることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Tadashi Eguchi et al.: "Practical Enantioselective Synthesis of Fully Deuterated (R)-Mevalonolactone"Tetrahedron. 59・32. 6035-6038 (2003)
• [Publications] Tadashi Eguchi et al.: "A New Approach for the investigation of Isoprenoid Biosynthesis Featuring Pathway Switching, Deuterium Hyperlabelin and ^1H NMR Spectroscopy. The reaction Mechanism of a Novel Streptomyces diterpene Cyclase"J.Org.Chem.. 68・14. 5433-5438 (2003)