光受容色素蛋白中の高機能性テトラピロール発色団の新合成戦略

光感受器色素蛋白中高功能四吡咯发色团的新合成策略

• 批准号: 14044033
• 负责人: 猪股 勝彦
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14044033/
• 关键词: フィトクロム; 発色団; 開環状テトラピロール; フィトクロモビリン; フィコシアノビリン; 全合成; 再構成; 構造と機能; 光受容色素蛋白質; フィコビリン誘導体; テトラピロール誘導体; 光可逆性

植物中に存在する光受容色素蛋白質フィトクロムは,いわゆる「赤・遠赤色光可逆的反応」により,植物の発生や生長,分化等の様々な光形態形成を制御しており,発色団として開環状テトラピロール化合物の一種であるフィトクロモビリン(PΦB)を有している。これまでアポ蛋白質と再構成可能な発色団の合成は極めて困難であったことから,発色団の構造と機能の関係を探究することは不可能であった。そこで本研究では,再構成フィトクロム中における発色団の構造と機能の関係を解明することを目的とし,まず,テトラピロール骨格の構成成分である四つのピロール誘導体(A〜D環)の新規一般合成法の確立と,それらのピロール誘導体のカップリング法を開発し,側鎖カルボン酸が遊離でアポ蛋白質と再構成が可能なPΦBや,従来,代替発色団として用いられてきたフィコシアノビリン(PCB),さらに20種以上のPCB誘導体の全合成を世界に先駆けて達成した。次に得られた合成発色団とアポ蛋白質とのin vitroにおける再構成実験により,フィトクロムの発色団結合サイト周辺の化学的環境解明と光可逆的機能の発現に成功し,これらの結果を総合して,発色団とアポ蛋白質との間の結合形成の概念図を描くことができるようになった。さらに発色団欠損変異株を用いたin vivoにおける再構成にも成功し,フィトクロムAとBでは発色団の機能が全く異なることを世界で初めて発見するとともに,D環18位におけるビニル基の重要性を指摘した。また,Agrobacterium tumefaciensから得られるバクテリオフィトクロムAgp1は,植物フィトクロムとは異なるN末端付近のシステイン残基でBVと共有結合していることが見出されていたが,その結合部位は不明であった。そこで種々のBV誘導体を合成し,in vitroでの再構成実験を行うことにより,BVはA環3位のビニル基で共有結合していることを明らかにした。

The existence of photoreceptivity pigment protein in plants is related to the development, growth and differentiation of plants and the control of photomorphogenesis. It is a kind of photoreceptivity compound (PΦB). It is impossible to explore the structural and functional relationship between protein recombination and color evolution. This study aims to clarify the structure-function relationship of the chromophore in the reconstitution process and to establish a new general synthesis method for the composition of the chromophore inducer (A ~ D rings). The total synthesis of more than 20 kinds of PCB inducers has been achieved in the world In this paper, the synthesis of color groups and proteins and their re-formation in vitro were studied. The chemical environmental solutions and photoreversible functions of color groups and proteins were successfully realized. The results of synthesis of color groups and proteins and their formation in vitro were described. The importance of the 18th position of the D-ring is pointed out. The common binding site of Agrobacterium tumefaciens is unknown. The BV inducer is synthesized in vitro, and the BV A ring has a common base.

项目成果

X.Ding: "The First Enantioselective Hetero Diels-Alder Reaction of Nitroso Compound Utilizing Tartaric Acid Ester as a Chiral Auxiliary"Chem.Lett.. 32, No.7. 582-583 (2003)

X.Ding：“利用酒石酸酯作为手性助剂的亚硝基化合物的第一个对映选择性杂狄尔斯-阿尔德反应”Chem.Lett.32，No.7。

X.Ding: "Catalytic Asymmetric 1,3-Dipolar Cycloaddition of a Nitrone Bearing a Bulky Amide Moiety to g-Substituted Allylic Alcohols"Chem.Lett.. No.3. 302-303 (2002)

X.Ding：“带有大体积酰胺部分的硝酮与g-取代的烯丙醇的催化不对称1,3-偶极环加成”Chem.Lett.No.3。

S.K.Guha: ""Syn-Effect" in the Conversion of (E)-α,β-Unsaturated Esters to the Corresponding β,γ-Unsaturated Esters"Chem.Lett.. 32, No.8. 778-779 (2003)

S.K.Guha：“(E)-α,β-不饱和酯转化为相应的 β,γ-不饱和酯中的“顺式效应””Chem.Lett. 32，No.8 (2003)。

Y.Ukaji: "Development of New Asymmetric Reactions Utilizing Tartaric Acid Esters as Chiral Auxiliaries. The Design of an Efficient Chiral Multinucleating System"Synlett. (in press). (2003)

Y.Ukaji：“利用酒石酸酯作为手性助剂开发新的不对称反应。高效手性多核系统的设计”Synlett。

Y.Ukaji: "Development of New Asymmetric Reactions Utilizing Tartaric Acid Esters as Chiral Auxiliaries. The Design of an Efficient Chiral Multinucleating System"Synlett. No.8. 1075-1087 (2003)

Y.Ukaji：“利用酒石酸酯作为手性助剂开发新的不对称反应。高效手性多核系统的设计”Synlett。