分子キャビティを活用したニトロキシルとセレノシステインとの反応に関するモデル研究

生化学の分野で提唱されているHNOによって不活性化されたグルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)のチオールによる再活性化機構が進行するかについて知見を得るべく、前年度キャビティ型置換基を活用することで単離に成功したN-ヒドロキシセレネンアミド(RSeNHOH)と各種チオールとの反応を検討した。RSeNHOHとジチオールとの反応では良好な収率で対応するセレネニルスルフィドを与えたことから、これまでに実験的検証例すらないままに議論されてきたRSeNHOHとチオールとの反応が従来の定説通りに進行することを初めて実証した。また、得られたセレネニルスルフィドは塩基性条件下を作用させることで定量的にセレノールを与えたことから、セレノールへの再活性化過程が進行することについても実証した。一方で、RSeNHOHについての単離例は現在までに本研究の一例のみであり、キャビティ型置換基の立体保護効果が与える影響については明らかとなっていない。そこで、キャビティサイズをおとした置換基を活用することでRSeNHOHの合成を検討した。合成は対応する臭化セレネニルに対して低温下でヒドロキシルアミン塩酸塩を作用させることで定量的に置換基サイズの小さいRSeNHOHを単離することに成功した。置換基サイズの小さいRSeNHOHは室温下で速やかに分解し、対応するジセレニドを与えることからキャビティ型置換基がRSeNHOHの分解過程を抑制する上で有用な速度論的安定化効果を付与していることが示唆された。さらに、これらの高反応性化学種を安定化するべく、新規アルキル置換立体保護基の開発するとともに、種々の含硫黄・セレン高反応性化学種の合成・単離に成功した。

生化学の分野で提唱されているHNOによって不活性化されたグルタチオンペルオキシダーゼ(GPx)のチオールによる再活性化機構が進行するかについて知見を得るべく、前年度キャビティ型置換基を活用することで単離に成功したN-ヒドロキシセレネンアミド(RSeNHOH)と各種チオールとの反応を検討した。RSeNHOHとジチオールとの反応では良好な収率で対応するセレネニルスルフィドを与えたことから、これまでに実験的検証例すらないままに議論されてきたRSeNHOHとチオールとの反応が従来の定説通りに進行することを初めて実証した。また、得られたセレネニルスルフィドは塩基性条件下を作用させることで定量的にセレノールを与えたことから、セレノールへの再活性化過程が進行することについても実証した。一方で、RSeNHOHについての単離例は現在までに本研究の一例のみであり、キャビティ型置換基の立体保護効果が与える影響については明らかとなっていない。そこで、キャビティサイズをおとした置換基を活用することでRSeNHOHの合成を検討した。合成は対応する臭化セレネニルに対して低温下でヒドロキシルアミン塩酸塩を作用させることで定量的に置換基サイズの小さいRSeNHOHを単離することに成功した。置換基サイズの小さいRSeNHOHは室温下で速やかに分解し、対応するジセレニドを与えることからキャビティ型置換基がRSeNHOHの分解過程を抑制する上で有用な速度論的安定化効果を付与していることが示唆された。さらに、これらの高反応性化学種を安定化するべく、新規アルキル置換立体保護基の開発するとともに、種々の含硫黄・セレン高反応性化学種の合成・単離に成功した。