博士（薬学）近藤和彦 学位論文題名
海綿 動物由来 の生物活性物質に関する研究 学位論文内容の要旨
本研 究では、 特異な化 学構造や 生物活性 を示す新 しいタイプ の天然物を探索す る目 的で、数 種の沖繩 産海綿動 物の成分検索を行った。その結果、1）Theon e〃a 属海綿より新規37員環マクロライド111．eo鵬zolideA〜Cと新規臭素化プロトベルベ リ ン ア ル カ ロ イ ドThe0鵬berineを 、2） 卸0s而a属海 綿 よ り新 規 ヌク レ オ シド Ap炒sidi驚および新規トリプトファン誘導体Isoplys血．Aとm6−Bromohypaph襾neを、
3） 血 洫 属海 綿 よ り新 規 アル カ ロ イドIルinalAとBを 、それぞ れ単離し 、種々の スペ クトルデ ータや化 学反応に よりそれ らの化学 構造を解明 するとともに、それ らの薬理活性を明らかにした。
！ エTheone恐 属 塰 纏 よ り 堂 離 し を 新 規 塑 貝 環 ヱ4旦 乏4FTheonezolideAニC 7heoneZ属海 綿（SSう55）のMeoH抽出物を種々のカラムクロマトグラフイーを用 い て 精 製 す る こ と に よ り 、 新 規 化 合 物 と し て1ko鵬zondeA〜Cを 単 離 し た 。 n蛾meZolideA〜Cの各種2次 元NMRスペク トル（I）QF―COSY，HOHAHA，ROESY， HSQC，gradient‐enh孤cedHMBC，およ びHSQC‐HOHAHA）お よびFABMS／MSの 詳細 な 解析 、 な らび にそれ らのオゾ ン分解生成 物の構造 に基づぃ て、珊eomzohdeA〜 Cの 平 面構 造 を 明らかに し、末端 の不斉炭素 の絶対配 置は、そ れぞれの オゾン分 解 生 成 物 を 合 成 す る こ と に よ り す べ て 尺 で あ る と 決 定 し た 。 11℃0眦zolideA〜Cは、硫酸 エステル、オキサゾール、チアゾール等の官能基を 有し 、アミド結 合で結合 した長い 側鎖と37員 環ラクト ン環から なる新規マクロラ イド 化合物であ り、それ らは側鎖 メチレン の数のみ が異なっ ており、チアゾール 環 と末 端 メ チン 炭 素 の間 の メチ レ ン の数 は それぞれ8、6、およ び10であっ た。
The0鵬zolideA〜Cは、マウ ス自血病 細胞L1210およ びヒト上皮 ガン細胞KBに対 して 殺細胞活性 を示した 。
2ヨ7hCone！ 属 逢 趨 よ り 堂 離Lを 新 規 皇 素 化Z聖 ヒ ベ ル 釜 リZア ル カ 旦 亙 ピ 璽瓰璽吐画壘量
襾e弸e ぬ属海綿（SS‐346）のMeoH抽出物を種々のカラムクロマトグラフイーを用 い て 精 製 す る こ と に よ り 、 新 規化 合 物 とし てTheoneb面mを 単 離 し、1H1HCOSY お よ びHMBCス ペ クト ル に より 、111eoneb師neの 基本骨格 はべンジル テトラヒ ド ロプ ロトベル ベリン構造 であると 推定した 。置換基 の位置を 含めた平面構造は、
13CNMRお よ びHMBCデ ー タ な ら び にnl∞ 鵬 贓neの 水 素 添 加 に よ り 得 ら れ た mdeHom甜1eoneberineのNOE実験により明らかとなった。
1koneb面neのB／C環にお いて、1位 の臭素と13位の水素 の間での立 体障害の た め に シス 型 が優 勢 で ある と 考え ら れ 、こ の こと はIRお よ びNMRデ ー タか ら 支持 され た。NOESYスペ クトルにお ける相関 ピークに より、111eoneberineの相対配置 を含めた構造を明らかにすることができた。
Theoneberineはグラム陽性細菌（馳戚翻んfea，S啣毋f叩叩C班aumuS，e缸）に対して 生育阻害活性を示した。
Aplysina属海 綿(SS‑231)のMeoH抽出物を種々のカラムクロマトグラフイーを用 いて精製することにより、新規ヌクレオシドとしてApりsimneを、新規トリプトフ ァ ン と し て Isoplysin− Aと D― 6―Bromohypaphodneを 単 離 し た 。 Aplysidineの 構造 はlHおよび13CNMRを含むスペクトルデータにより推定し、さ ら にmeophylhneとa― ハロ ゲノ糖からp‐選択的に合成することにより確認した。
Isoplysin―AはAplysmopsmの異性体であり、Isopりsm−AをDMSO中KOHで処理する ことによりAplysinopsinが生成したことからその構造を確認した。D‐6ーBromohypa一 phonneの構 造は 水素 添加 でD‐Hypaphm眦に誘導することにより明らかとなった。
Aplysi（lmは ア デ ノ シ ンAl受 容 体 に 対 し て 弱 い 拮 抗 作 用 を 示 し た 。 壘 ： Ircini属 海 蘊 圭 り 堂 離 Lな 新 規 7 )レ 変 里 亙 F'Ircin41Aと B 加面 ね属海 綿(SS612)のMeOH抽出 物を種 々の カラ ムク ロマトグラフイーを用い て精製することにより、新規アルカロイドとしてIrcinalAとB、ManzamineHとJを、
既知化合物であるManzamineA、B、Dとともに単離した。
1Hー1HCOSY、HSQCお よ びHMBCス ペ ク ト ル を 詳 細 に 検 討 す る こ と に よ り 、 Irci耐Aの構造を推定した。トルエン中TFA存在下、h℃inmAと町ptarni鵬とのnmtI Spengler縮合 反応 、引 き続 くDDQ酸 化反応 によ り得 られ た化合物のすべての物理 化 学 定 数 が 、 す で にX線 解 析 に よ り 絶 対 構 造 が 明 ら か で あ るMan窃mimAの 文献 値 と 一 致 した ので 、hcinmAの構造 は絶 対配 置を 含め て決 定す るこ とが でき た。
h℃inmBの構造は、h℃i耐Aのスペクトルデータとの比較により、h℃i耐Aの34位 と27位 のC−N結 合 が な い 構 造 で ある と 推 定し た。h℃i耐Aと 同様 な操 作に より IrcinalBから 誘導 した 化合 物と、ManzamineBから変換した化合物との比較におい て 、両 者の物 理化 学定 数が すべて一致したことによりhcinmBの構造を確認した。
hcm甜AとB、ManzamineA、B、D、Hお よぴ ．Iは培 養腫 瘍細胞L1210お よびKBに 対してほぼ同程度の殺細胞活性を示した。
圭と堕
1）TheonezolideA〜Cは新 しい タイプの新規ポリケタイド化合物であり、2本の長 鎖 脂肪 酸を基 本構 成要 素と し、 ラクトン環、アミド結合、オキサゾール、チアゾ ー ル、 硫酸エ ステ ルな どの 種々 の官能基を有する点など、生合成的に興味深い構 造上の特徴を有している。
2）Theoneberineは、海洋生物から初めて単離されたべンジルテトラヒドロプロト ベ ル ベ リ ン アル カロ イド であり 、海 洋産 特有 の臭 素置 換基 を多 数有 して いる 。 3）Aplysidineは天然からは初めてのtheophyllineを有するヌクレオシドである。ひ 6― BromohypaphorineはDト リ プ ト フ ん ン 由 来 の 化 合 物 で あ る 。 4） マン ザミ ン類 の生 合成 前駆 体と考えられるIrcinalAとBを単離し、IrcinalAと tryptamineと の縮 合反 応に よりManzamineAを合成した。ManzamineAは生合成過程 に お い て も こ の よ う な 経 路 に よ り 生 成 す る も の と 考 え ら れ る 。
学 位 論 文 審 査 の要 旨
主査 冨IJ査 副査 副査
´ 教 授 教 授 教 授 助 教 授
小 林 淳 一 橋 本 俊 一 森 美和子 石 橋 正 己
学 位 論 文 題 名
海 綿 動 物 由 来 の 生 物 活 性 物 質 に 関 す る 研 究
海 洋 生 物 か ら は 化 学 構 造 お よ び 生 物 活 性 の 両 面 に お ぃ て 特 異 な2次 代 謝 産 物 が 数 多 く 分 離 さ れ 、 新 し ぃ 医 薬 品 の り ― ド 化 合 物 と し て 、 あ る ぃ は 生 命 科 学 の 基 礎 研 究 に 有 用 な 生 物 学 試 薬 と し て 期 待 さ れ 、 実 用 面 で 具 体 的 成 果 が あ げ ら れ つ っ あ る 。
本 研 究 で は 、 特 異 な 化 学 構 造 や 生 物 活 性 を 示 す 新 し ぃ タ イ プ の 天 然 有 機 化 合 物 を 探 索 す る 目 的 で 、 数 種 の 沖 繩 産 海 綿 動 物 の 成 分 検 索 を 行 っ た 。 そ の 結 果 、1）Theonella属 海 綿 よ り 新 規37員 環 マ ク ロ ラ イ ドTheonezolide A〜Cと 新 規 臭 素 化 プ ロ ト ベ ル ベ リ ン ア ル カ ロ イ ドTheoneberineを 、2） Aplysina属 海 綿 よ り 新 規 ヌ ク レ オ シ ドAplysidineお よ ぴ 新 規 卜 リ プ ト フ ァ ン 誘 導 体lsoplysin‑AとD−6‑Bromohypaphorineを 、3）lrcinia属 海 綿 よ り 新 規 ア ル カ ロ イ ド ｜rcinalAとBを 、 そ れ ぞ れ 単 離 し 、 種 々 の ス ベ ク ト ル デ ー タ や 化 学 反 応 に よ り そ れ ら の 化 学 構 造 を 解 明 す る と と も に 、 そ れ ら の 薬 理 活 性 を 明 ら か に し た 。
1． Theonella属 海 綿 よ り 単 離 し た 新 規37員 環 マ ク ロ ラ イ ドTheonezolideA 〜C
TheoneHa属 海 綿(SS‑355)の 抽 出 物 よ り 新 規37員 環 マ ク ロ ラ イ ド と し て Theonezolide A‑‑‑Cを 単 離 し 、 各 種 2次 元 NMRス ベ ク ト ル お よ び FABMS/MSの 詳 細 な 解 析 、 な ら ぴ に そ れ ら の オ ゾ ン 分 解 生 成 物 の 構 造 に 基 づ ぃ て 平 面 構 造 を 明 ら か に す る と と も に 、 末 端 を 含 む オ ゾ ン 分 解 生 成 物 を 合 成 す る こ と に よ り 末 端 の 不 斉 炭 素 の 絶 対 配 置 を 決 定 し た 。Theonezolide A〜Cは 、 硫 酸 エ ス テ ル 、 オ キ サ ゾ ー ル 、 チ ア ゾ ー ル 等 の 官 能 基 を 有 し 、 ア ミ ド で 結 合 し た 長 い 側 鎖 と37員 環 ラ ク ト ン 環 か ら な り 、 こ れ ま で に 類 例 の
なぃ 新 し ぃタ イ プの 新 規 マク ロ ライ ド 化合 物である 。Theonezolide A〜C はマ ウ ス 自血 病 細胞L1210お よ びヒ ト 上 皮がん細 胞KBに対し て殺細胞 活性 を示 す こ とを 見 い出 し た 。
2．Theonella属海 綿より単 離した新 規臭素化 プロトベルベリンアルカロイド TheoneberIne
TheoneHa属海 綿(SS−346)の抽 出物より 新規臭素 化プロト ベルベリンアル カ ロ イ ド と し てTheoneberineを 単 離 し 、2次 元NMRデ ― タ と 水 素 添 加 誘 導 体 のN〇E実 験に よ り平 面 構 造を 推 定し 、IRとN○ESY、GDデ ―タ の 比 較 か ら 絶 対 立 体 配 置 を 帰 属 し た 。Theoneberineは グ ラ ム 陽 性 菌(Sarcina lutea，Staphylococcus aureus，等）に対レて抗菌活性を示すことを見い出し た。
呈：Aplysina属海綿より単離した新規アルカロイドAplysidine丶Isoplysine‑A.
およびD−6‐Bromohyp．aphorine
Aplysina属海綿俸S‐231）の抽出物より新規ヌクレオシドとしてAplysidine を、新規トリプ卜ファン誘導体としてlsoplysin−Aと
D−6‑Bromohypaphorineを 単離 し た 。1Hおよ び13C NMRを含 む スベ ク 卜 ル デ―タによりAplysidineの構造を推定し、さらにtheophyllineとQ−/ヽロゲノ 糖 か らD― 選 択 的 に 合 成 す る こ と に よ り そ の 構 造 を 確 認 し た 。 一 方 、 lsoplysin−AはAplysinopsinの異性体であり、lsoplysin‐AをAplysinopsinに 誘導することによりその構造を明らかにする一方、
D‑6―Bromohypaphorineを水 素 添加 に よ りDーHypaphorineに誘 導するこ と に よりその構 造を帰属 した。Aplysidineは アデノシ ンA、受容 体に対し て弱 い拮抗作用を示すことを見い出した。
4．lrcinia属海綿より単離した新規アルカロイドlrcina｜AとB
lrcinia属海綿(SS‑612）の抽出物より新規アルカロイドとしてlrcinalAとB、 ManzamineHとJを 、 既 知 イ ヒ 合 物 で あ るManzamineA、B、Dと と も に 単 離 した。種 々のスペク トルデー タに基づきlrcinalAの構造を推定するー方、
｜rcinalAとtryptamineとのPictet―Spengler反応、弓1き続くDDQ酸化により 既 知 のManzamineAに 誘導 す るこ と に より 、lrcin alAの構造を 絶対配置 を 合 め て 決 定 し た 。 ま た 、lrcinalB、ManzamineHとJの構 造 は 、各 々 のス ペ ク ト ル デ ― タ と 誘 導 反 応 か ら 帰 属 し た 。lrcinalAとB、ManzamineHと Jは 培 養 腫瘍 細 胞L1210およ びKBに 対 し てほ ば 同程 度 の 殺細 胞 活性 を 示 す ことを見い出した。
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以上、本研究では4 種の海綿動物より4 系統合計11 個の新規化合物の単離、
構造決定に成功している。とくに
Theonezolide類は分子量が
1500に及ぶポ リケタイドであり、その構造解析には最新の分離・分析法が駆使されてお り、複雑な天然有機化合物の構造解析法のひとつのモデルケ―スとして注 目に値する。また、ManzamineA は海洋天然物の中でもっとも複雑な環構 造をもつ化合物のひとつであり、その前駆体に相当するlrcinalA の単離は、
Manzamine
