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

基本信息

批准号：
13029041
负责人：
猪股勝彦
金额：
$ 1.47万
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 (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

「赤・遠赤色光可逆的反応」は,植物の発生や生長・分化などの様々な過程に広く関係して、環境の光情報を植物に伝える重要な役割を果たしており,植物が生きて行くために欠くことのできない調節作用の一つである。この環境の光を吸収する光受容色素はフィトクロムと呼ばれる色素蛋白質で、特定波長の光(660nmおよび730nm)で可逆的に相互変換する二つの異性体(P_r型およびP_<fr>型)で存在する。フィトクロムの発色団部分(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)は、天然から極微量しか得られず,また,精製も極めて困難である。そこで本研究では、発色団の構造変換による機能の変化や,アポ蛋白質と発色団との相対的配置や相互作用などの解明,更に光合成系遺伝子発現.調節機構の解明など,この分野を飛躍的に発展させるために,フィトクロモビリン(PΦB)及びその誘導体の新合成戦略の確立を目指して検討したところ,本年度は下記のような成果を挙げることができた。1.これまでに開発した反応を駆使して,アポ蛋白質と再構成可能な側鎖カルボン酸が遊離の天然型PΦB及び代替物として用いられるフィコシアノビリン(PCB)の全合成を世界に先駆けて達成した。2.PΦBの構成要素の一つであるD環ピロリノンの簡便合成法を開発し,更にこの反応を応用して,18位に光ラベル化部位を導入したPΦB誘導体(構造・機能探索分子)の合成にも成功した。3.多様なPCB誘導体の合成とアポ蛋白質との再構成実験により,アポ蛋白質中の発色団結合サイトの環境に関する重要な知見を得た。4.入手容易なビリルビンを出発物質とする新規で簡便なPΦB誘導体の一般合成法を確立した。5.P_<fr>型に相当すると考えられるCD環部分の立体化学を固定したPCB誘導体の合成に成功した。

“红光和远红光可逆反应”与植物发育、生长、分化等多种过程广泛相关，在向植物传递环境光信息、帮助植物生存方面发挥着重要作用之一。不可或缺的监管职能。在这种环境中吸收光的感光色素是一种称为光敏色素的色素蛋白，它存在两种异构体（P_r型和P_<fr>型），它们与特定波长（660 nm和730 nm）的光可逆地相互转换。光敏色素（phytochromobilin，一种四吡咯化合物）的发色团部分只能从自然界中获得微量，并且极难纯化。因此，在本研究中，我们将通过阐明发色团结构变化引起的功能变化、阐明脱辅基蛋白和发色团之间的相对排列和相互作用以及阐明光合作用基因表达的调控机制来显着推进这一领域的发展。针对这一策略，我们研究了植物色素胆蛋白（PΦB）及其衍生物的新合成策略的建立，今年我们取得了以下成果。 1.利用迄今为止开发的反应，我们将在世界上第一个完全合成游离天然PΦB和藻蓝蛋白（PCB）的脱辅基蛋白和重构侧链羧酸，可用作替代品。 2. 我们开发了一种简单的合成PΦB的组成元素之一的D环吡咯啉酮的方法，并进一步应用该反应创建了在第18位引入光标记位点的PΦB衍生物（结构/功能探索分子）合成也成功了。 3.通过各种PCB衍生物的合成以及脱辅基蛋白的重构实验，获得了关于脱辅基蛋白中发色团结合位点环境的重要知识。 4.以易得的胆红素为起始原料，建立了一种新的、简单的PΦB衍生物通用合成方法。 5.我们成功合成了CD环部分立体化学固定的PCB衍生物，被认为对应于P_<fr>型。