東北大学 StaffActivity 佐々木教授

Staff Activity No.018　　有機合成化学で海産毒の謎に挑む

2007/3/30

　自然が生み出す有機化合物（天然物）は多様な分子構造と生物活性の宝庫であり、生命機能の解明や創薬において多くの貢献をしてきました。
特に、海洋生物が作る天然物の中にはユニークな化学構造と特異的な生物活性を持つものが数多く知られています。中でも、単細胞藻類が作る“ポリエーテル天然物”と呼ばれる一群の海産毒は、エーテル環が梯子状に連なった巨大な分子構造を持ち、非常に強力な生物活性を示すことから多くの注目を集めています。赤潮毒ブレベトキシン類や食中毒シガテラの原因毒シガトキシン類は細胞膜中の電位依存性ナトリウムチャネルに特異的に結合し、強力な神経毒として働くことが知られています。しかし、自然界から得られるサンプルが極微量（1 mg以下）であるため、ほとんどの化合物の機能や標的生体分子は未同定のままとなっています。このような複雑な巨大天然物の化学合成（全合成）による物質供給は現代有機合成化学における重要な課題の一つです。

　私たちの研究室では、ポリエーテル天然物の効率的な全合成を基盤として、その機能解析を目指して研究に取り組んでいます。これまでに、鈴木－宮浦クロスカップリング反応を活用してポリエーテル骨格を効率よく合成するための新しい方法論を開発し、合成困難なガンビエロール、ギムノシンＡ、ブレベナール（図1）などの複雑なポリエーテル天然物の迅速な全合成を世界に先駆けて達成しました。これらの全合成によって、物質供給と様々な人工類縁化合物の合成が可能になり、これまで謎に包まれていたポリエーテル天然物の活性発現に必要な構造ユニットや標的タンパク質が明らかになりつつあります。

　体長数十マイクロメートルの微細藻類（図2）が事も無げに（？）複雑なポリエーテル化合物を生合成するのに比べると、私たちの化学合成はまだまだ未熟です。しかし、全合成によれば、炭素原子一つのラベル化や多様な類縁体の合成が自在にでき、天然物を越える生体制御分子や新しい人工活性分子を創り出すことも期待できます。今後、全合成にさらに磨きをかけ、ポリエーテル天然物の謎を解き明かすことにより新たな生命科学研究へと貢献することを目指しています。私たちの目標とする天然物全合成は、次の科学へと展開するための出発点です。

図2
ガンビエロールを生産する渦鞭毛藻
Gambierdiscus toxicusの顕微鏡写真
（写真提供：東京大学・福代康夫教授）