2014 Fiscal Year Research-status Report
カルボニル基のリン酸化反応を利用した核酸の生合成中間体の合成法の開発
| Project/Area Number |
26410175
|
|---|
| Research Institution | Gifu University |
|---|
Principal Investigator |
岡 夏央 岐阜大学, 工学部, 准教授 (50401229)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | アデニロコハク酸 / グアニン一リン酸 / カルボニル基のリン酸化 / ホスホロアミダイト / 生合成中間体 / イノシン6-リン酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
核酸の生合成経路には、アデニロコハク酸の生合成の様に、カルボニル基がリン酸化によって活性化され、アミノ基などに変換される反応が複数存在し、創薬の観点から興味が持たれている。本研究は、これらの酵素反応中間体であるカルボニル基がリン酸化されたヌクレオチドに着目し、その化学合成法の開発を試みている。また、そのリン酸部位を様々に修飾した化学修飾アナログの合成法の開発にも取り組んでいる。この様な酵素反応中間体アナログは、酵素に応答して機能を発現する新しい生理活性化合物として働くことが期待される。
我々はごく最近、独自に開発した酸性活性化剤CMMTを用いる改良ホスホロアミダイト法によって、イノシンのカルボニル基がリン酸ジエステル化された化合物の合成に成功している。そこで本反応を用いて、イノシン及び保護基であるシアノエチルを2つ有するホスホロアミダイトから、アデニロコハク酸の生合成経路に見られるイノシン6-リン酸モノエステルの合成を試みた。31P NMR追跡で6-リン酸化体の生成が確認されたためDBUによるリン酸部位の脱保護を試みたところ、シリル化剤の存在下2つのシアノエチル基が除去され、シリル化されたイノシン6-リン酸モノエステルが生成したことを確認した。しかしながら、生成したイノシン6-リン酸モノエステルは不安定であり、単離精製が困難であることが分かった。
一方、この改良ホスホロアミダイト法によって、リン原子上にp-ニトロフェノキシ基を有するイノシン6-リン酸ジエステルの合成にも成功した。p-ニトロフェノキシ基は脱離基として様々な置換基への変換が可能であることから、本研究の目的の1つであるリン酸部位を様々に修飾した化学修飾アナログの合成への応用が期待される。その1例としてフッ化物イオンとの反応を試みたところ、リン酸部位にフルオロ基が導入された化合物の生成を確認した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の研究計画では、上述の改良ホスホロアミダイト法によって、アデニロコハク酸とグアノシン一リン酸の生合成中間体の合成を行い、水溶液中での安定性の解明と生合成経路の証明を行う予定であった。しかしながら、シリル化されたアデニロコハク酸の生合成中間体の合成に初めて成功したものの、この中間体は溶液中で不安定であり、生合成経路の証明に用いることは困難であると分かった。もう一つの目的化合物であるグアノシン一リン酸の生合成中間体に関しても同様に不安定であることが予想されるため、合成の検討は行わず、プロジェクトのもう一つの目標であるこれらの生合成中間体の化学修飾アナログの開発に集中することにした。
一方、その様な化学修飾アナログの合成法の開発に有用な、リン原子上にp-ニトロフェノキシ基を有するイノシン6-リン酸ジエステルの合成に成功し、そのリン酸部位における求核置換反応によってフルオロ基が導入可能であることを見出した。このことから、核酸の生合成経路の証明に関する研究は、中間体の不安定性を初めて見出したことで一定の成果を上げることができたものの、当初の研究計画からは少し遅れる結果となった。これに対し、生合成中間体の化学修飾アナログの開発については、当初の計画どおりおおむね順調に推移していると言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
上記の様に、我々が開発したイノシンのカルボニル基のリン酸化法によって、リン酸部位に様々な置換基が導入されたイノシン6-リン酸ジエステル誘導体合成への道を拓くことができた。そこで、まず当初の標的化合物であるアデニロコハク酸、グアノシン一リン酸の生合成中間体アナログの合成を試みる。特に、先にも述べたリン酸部位の酸素原子の一つをフルオロ基に置換した化学修飾アナログは、生合成中間体であるリン酸モノエステルに極めて類似していることから、化学修飾体でありながら天然の生合成中間体と同様に働くことが期待される。今後は、このフルオロ体を始めとする種々の化学修飾アナログを合成し、その単離精製法の確立と水溶液中での安定性の検討、ITCやX線結晶構造解析による酵素との相互作用解析、及び酵素反応基質としての性質の解明を試みる。これらの化合物は、カルボニル基上に加えて水酸基もリン酸化されているため、そのリン酸基の適切な保護基についての検討を行う。また、これらの標的化合物は複数の負電荷を有する化合物であり、精製が困難であることが予想される。そこで、リサイクル機能を有する逆相、及びイオン交換HPLCによる精製方法の確立を試みる。
|
| Causes of Carryover |
前述の通り、アデニロコハク酸及びグアノシン一リン酸の生合成経路の証明に関する研究が、生合成中間体の予想外の不安定性によって実施できていないため、次年度使用額が生じた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
アデニロコハク酸、グアノシン一リン酸の生合成中間体アナログの合成に必要な有機合成化学用試薬、消耗品に用いる。
|
