天然抗酸化活性物質を利用した
薬剤耐性菌に対する抗菌剤の開発
東京農工大学大学院 共生科学技術研究院
生命農学部門 教授 多田 全宏
感染症
は抗生物質が発達した今日も、
死亡原因
の世界
第２位
先進諸国では抗菌薬の濫用により
ＭＲＳＡ（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）や
ＶＲＥ（バンコマイシン耐性腸球菌）等の
薬剤耐性菌が出現
医療現場において深刻な問題
新たな抗生物質の使用
新たな耐性菌の出現
従来の技術の問題点
セージから得られたジテルペンの抗ウイルス（
VSV）活性
Sample
concentration
Final
(μg/ml)
Cytotoxicity
(μg/ml)
sagequinone methide
25
63
sageone
25
125
rosmanol
12
4
7-methoxy rosmanol
5
8
carnosol
5
8
isorosmanol
5
8
methyl carnosoate
25
32
H HO O O O sagequinone methideR
1
O
OH
R
2
R
1
O
O
R
2
R
1
OH
OH
R
2
Cu
Cu
O
2
HO
RNH
2
R
1
OH
OH
R
2
NHR
DNA, タンパク 質な ど の 酸化
NADPH
カテコールおよびキノンーキノンメチドと生体成分との反応
カテコール類の生物活性：
抗酸化活性、抗菌活性、抗腫瘍活性、抗マラリア活性
変異原性
2．活性酸素の生成促進
3．アミノ基などへの付加反応
1．活性酸素の還元
P－キノンメチド
1,2-dione および ortho-quinoneの互変異性
O
R
O
O
O
R
H
O
O
O
O
H
100%
?
O
H
HO
O
O
H
O
OH
O
HO
BzO
O
H
HO
O
O
O
HO
taxodione
1)
抗腫瘍活性
maytenoquinone
5)
3-O-benzoylhosloppone
3)
抗マラリア活性
sagequinone methide
4)
抗ウィルス活性
abietaquinone methide
2)
抗MRSA、抗VRE活性
H
O
H
OH
1
2
3
4
5
6
6-deoxomaytenoquinone
ｐ－
キノンメチド型ジテルペンの生理活性
4) M. Tada, T. Hara, C. Hara, and K. Chiba, Phytochem istry, 45 1475 (1997)
3) H. Achenbach, R. W aibel, M. H. H. Nkunya and H. W eenen, Phytochemistry, 31 3781 (1992) 5) J. D. Martin, Tetrahedron, 29 2553 (1973)
1) M. S. Kupchan, A. Karim and C. Marcks, J. Org. Chem., 34 3912 (1969) 2) M. Tada and K. Ishim aru , Chem. Pharm . Bull., 54(10) 1412 (2006)
H CO2CH(CH3)2 OCH3 H OCH3 COOH H OCH3 H OCH3 H CH3O H RO O 13: R=CH3 (+)-ferruginol : R=H H CH3O 6c 8 : 9a-H 8': 9b-H 9 10 11 12 OCH3 CO2CH(CH3)2 4c H CO2CH(CH3)2 OCH3 7c + (6c : 7c = 10 : 1) 9
BF
3・
Et2O
in nitromethane
rt 4h 65.2%
KOH EtOH
reflux 10h
95%
Pb(OAc)
4Cu(Ac)
2pyridine reflux 6h
42%
H
25%Pd/C
EtOAc 85%
CH
3COCl AlCl
3CH
2Cl
2rt 30 min
87%
Wittig reaction
47%
H
25%Pd/C rt 16h
EtOAc quant.
(+)-ferruginolの合成
OMe H COOH OMe H OH H OH H O O OH H O OH O OMe H O OH H O OMe O OH O OH H OH O H O
1
5
3
9
12
14
16
17
19
20
25
23
O H7
HO HO HO HO 1 2 4 7 8 12 14 15 18 19 20 16 17 10 11A
B
C
１２のアビエタン型ジテルペンの合成
合成したジテルペンの抗MRSA活性 I
/
16
2
Vancomycin
/
4
4
(+)-
totarol
3
8
6
(+)-demethylcryptojaponol
2.5
4
8
(+)-
taxodione
5
0.5
0.5
(+)-
abietaquinone methide
62.5
>
125
(+)-
ferruginol
Cytotoxicity
OD50(μg/ml)
Van C
MRSA664
CytotoxicityはVero細胞に対する活性
O
H
O
H
OH
totarol
O
H
HO
abietaquinone methide
HO
taxodione
OH
H
HO
O
demethylcryptojaponol
OH
H
ferruginol
Dehydroabietic acidから(+)-Ferruginolの合成
2.TsOH
HNO
31.LAH
3.Zn powder, NaI
1)3 steps 72%
acetic anhydride
0℃
30 min
dehydroabietic acid
4
5
6
1
(+)-ferruginol
determined by
1H-NMR
isopentyl nitrite
2)( 2 : 1 )
H
O
OH
H
H
NO
2H
NO
2+
EtOH
39%
r.t.
H
2, Pd/C
20h
2 steps
H
NH
2TfOH
H
OTf
MeOH
K
2CO
3H
OH
0℃→r.t.
87 % (2 steps)
1 h
3 h
0℃→r.t.
[α]
D= +57.6°
H
H
(天然物 [α]
D= +57.5°)
3)2) Y. Matsushita, Y. Iwakiri, S. Yoshida, K. Sugamoto and T. Matsui, Tetrahedron Lett., 46 3629, (2005) 1) T. Matsumoto, S. Imai, T. Yoshinari, K. Tsuruta, Bull. Chem. Soc. Jpn., 60 2401 (1987)
3) M. Tada, S. Nishiiri, Y. Zhixiang, Y. Imai, S, Tajima, N. Okazaki,Y. Kitano and K. Chiba,
J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2657 (2000)
紙、プラスチックの添加剤の工業原料
報告されたabietaquinone methideの合成
(PhSeO)2O1) BPO2) I O O O O IBX ND I(OAc)2 NR (NH4)2Ce(NO3)6 CAN NRferruginol
3
7
2
abietaquinone
methide
BPO…benzoyl peroxide idobenzene diacetate reagent reagent result●
ferruginolの直接酸化法の検討
O2 BPO O O O O DIBAL-Hisomerization
H OH H O HO O H OH HO H O HO H O Oferruginol
H OHabietaquinone
methide
H O HO H H爆発事故の危険性
フェノールのortho-酸化
・過酸化ジアシルは、
不安定
で安全上問題があった。
・
過酸化meta-クロロベンゾイルの簡便な合成法を開発し、
これが極めて安定な過酸化物で、フェノールのオルト位
を効率的の酸化することを見出した。
OH
O
O
Cl
OH
X
OH
O
R
O
O
O O
O
Cl
X
X
Cl
ｍ
ｍ
ＣＢＰＯを用いたオルト位の酸化
ＣＢＰＯを用いたオルト位の酸化
O H O H O H O H O H O H O H O H O H O H O H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 O Ac O Ac O Ac O Ac O Ac O Ac O Ac OA c OA c O Ac OA c OA cn.r.
35%
75%
11%
+ O Ac A cO29%
10%
32%
O Ac O Ac O Ac O Ac O Ac O Ac OA c OA c O Ac AcOn.r.
56%
29%
17%
n.r.
O O O Cl H OH H H in CH2Cl2 OH O O Cl H O HO O Cl in THF OH HO H O O O Cl H H O2 OH O O Cl H O HO H H
ferruginol
12 mCBPO 4 h 50% + LAH(+)-abietaquinone methide
14 13 3 h 23% ( 2 steps) [α] D = +28.1° 12 (天 然物[α] D = +25.9°)M. Tada and K. Ishimaru, Chem. Pharm. Bull., 54[10], 1412-1417 (2006). 2)1 )
r t
