セカロン酸
Group of chemical compounds

セカロン酸は、エルゴフラビンおよびエルゴクリシンAと近縁のキサントン誘導体の一群で、エルゴクロムと総称され、ライ麦に寄生する麦角菌類Claviceps purpureaから主要な麦角色素として最初に単離されたマイコトキシン類に属します。[1] [2] 古代から、特に中世ヨーロッパでは、麦角を含む穀物の摂取が、麦角中毒として知られる集団中毒を繰り返し引き起こしてきました。これは、小麦粉がClaviceps purpureaに汚染されたことによる、有毒な麦角アルカロイドやエルゴクロムなどのマイコトキシンによって引き起こされます。C . purpureaでセカロン酸の合成を担う遺伝子群が特定されています。[3]セカロン酸Aの異性体であるセカロン酸Dは、ペニシリウム・オキサリカムという菌類から単離された主要な環境毒素であり、収穫したばかりのトウモロコシの主要な微生物汚染物質であり、食品の汚染を通じて毒性を引き起こします。[1] [2]

  • 主要な麦角エルゴクロムとセカロン酸D
  • セカロン酸A
    セカロン酸A
  • セカロン酸B
    セカロン酸B
  • セカロン酸C
    セカロン酸C
  • セカロン酸D
    セカロン酸D
  • エルゴフラビン
    エルゴフラビン
  • エルゴクリシンA
    エルゴクリシンA

発生

C. purpureaでの存在に加えて、セカロン酸A、B、D、およびエルゴフラビンは他の菌類からも単離されており、3つのセカロン酸は様々な地衣類からも発見されています。[1] 現在までに、少なくとも22のエルゴクロムファミリーのメンバーが単離され、構造が同定されています。[4]これには、 Phoma terrestris菌類由来のセカロン酸E（セカロン酸Aのエナンチオマー） 、 Aspergillus aculeatus菌類由来のセカロン酸F 、 Pyrenochaeta terrestris菌類由来のセカロン酸Gが含まれます。[1]さらに、二量体セカロン酸のモノマー単位、すなわちヘミセカロン酸BおよびE（ブレノリドAおよびE）は、 Carpobrotus edulis由来の内生菌であるBlennoria sp . から単離されています。[4]

生体活性

二次代謝産物マイコトキシンのセカロニックファミリーは、興味深い生物活性を示す。セカロニック酸Aには抗腫瘍特性があり、ラット皮質ニューロンにおけるコルヒチンの毒性も軽減する。[5] さらに、パーキンソン病マウスモデルにおいて、セカロニック酸Aはドーパミン作動性ニューロンの死を防ぐことが実証されている。 [6]セカロニック酸Bも抗腫瘍活性を有する。B16マウス黒色腫 に対して試験したところ、低マイクロモル範囲で活性があることが判明した。[7] また、グラム陽性菌（Bacillus megaterium）およびグラム陰性菌（Escherichia coli ）に対する効果的な抗菌剤であることも判明し、ミクロボトリウム・ビオラセウム（ Microbotryum violaceum）に対して抗真菌性、クロレラ・フスカ（Chlorella fusca ）に対して抗藻類性があることも判明した。[4]セカロニック酸D（SAD）は有毒で催奇形性の代謝物である。胎児期にSADを投与されたラットでは、その発育に催奇形性が観察された。[1] SADは多剤耐性（MDR）細胞とその親細胞に対して強力な細胞毒性を示した。SADの抗腫瘍活性の調査では、カルパイン-1の活性化によるABCG2分解の誘導により、SP細胞に対して強力な細胞毒性を示すことが示された。[8] エルゴフラビンは優れた抗炎症活性と、特に膵臓癌、腎臓癌、肺癌細胞における増殖の顕著な阻害を含む優れた抗癌活性を示し、[9]セカロン酸Dと同様のメカニズムでその効果を発揮している可能性がある。

構造

エルゴフラビンは1958年に麦角（Claviceps purpurea ）から初めて純粋な形で単離されました。[10] 1963年に2,2'-ビアリール結合二量体であることが示され、その年に単結晶X線解析によって構造が確認されました。[1] その後の10年間で、セカロン酸A、B、C、D、エルゴクリシンAの構造も同様にしっかりと確立され、[11]当初は2,2'-結合、4,4'-結合、あるいは2,4'-結合であるかどうかで論争がありましたが、[1]ビフェニル残基間の結合はすべて2,2'-結合であることが確認されました。[12] 既知のセカロン酸では、メチル基とメトキシカルボニル基の置換基は互いにトランスであることが分かっており、セカロン酸Aの結晶構造のX線解析では、2,2'-ビアリール結合が非平面であり、2つのビフェニル面間の角度が36.5°であることが示されました。[1]

2,2'-、2,4'-、4,4'-結合セカロン酸Aの異性化
2,2'-、2,4'-、4,4'-結合セカロン酸Aの異性化

テトラヒドロキサントン含有セカロン酸は塩基性条件下では不安定であることが実証されており、エーテル結合の置換により容易に異性化を起こすことができる。 [1] 2-2'結合セカロン酸AはDMSO中で室温で13時間かけて2-4'結合セカロン酸Aと4-4'結合セカロン酸Aに異性化し、3.2 : 2 : 1の平衡に達する。[13]この異性化は塩基（DMSO/ピリジン）の存在下でより速く進行する。

合成

エルゴフラビンとセカロン酸の合成における共通の重要な特徴は、保護されたヨードアリールモノマーをCuまたはPdでビアリール二量化することです。1971年にWhalleyがヘミエゴフラビン1からエルゴフラビン3を合成した方法は、ウルマン反応条件下で2つの保護された2-ヨード-ヘミエゴフラビンモノマー2を銅と低収率でカップリングさせ、続いて酸で脱保護することで達成されました。[11] [12]

2-ヨードヘミエゴフラビンモノマーの二量化によるエルゴフラビンの合成

同様に40年以上後、ポルコはより不安定なセカロン酸Dを室温で2つの保護されたヨードモノマーをそのスズを介してCuClとカップリングさせることで60%の収率で合成しました[14]。一方、ティーツェは、鈴木条件下で70℃で2つの保護されたヨードモノマーをPd（OAc） 2とカップリングさせることで、85%の収率でセカロン酸Eの同様の合成を達成しました[15] 。

2-ヨード-ヘミセカロン酸Dモノマーからのアリールスズの二量化によるセカロン酸Dの合成
2-ヨード-ヘミセカロン酸Eモノマーの二量化によるセカロン酸Eの合成

参考文献

  1. ^ abcdefghi Masters KS; Bräse S (2012年5月). 「菌類、地衣類、細菌由来のキサントン：天然物とその合成」. Chemical Reviews . 112 (7): 3717– 3776. doi :10.1021/cr100446h. PMID  22617028.
  2. ^ ab Wezeman T, Bräse S, Masters KS (2015年1月). 「キサントン二量体：一般的でありながら特権的な化合物ファミリー」. Natural Product Reports . 32 (1): 6– 28. doi : 10.1039/c4np00050a . PMID  25226564.
  3. ^ Neubauer, Lisa; Dopstadt, Julian; Humpf, Hans-Ulrich; Tudzynski, Paul (2016). 「植物病原菌Claviceps purpureaにおけるエルゴクロム遺伝子クラスターの同定と特性評価」.菌類生物学・バイオテクノロジー. 3 : 2. doi : 10.1186/s40694-016-0020-z . ISSN  2054-3085. PMC 5611617. PMID 28955461  . 
  4. ^ abc Zhang W, Krohn K, Flörke U, Pescitelli G, Di Bari L, Antus S, Kurtán T, Rheinheimer J, Draeger S, Schulz B (2008年5月). 「セカロン酸ファミリーの新規モノおよびダイマーメンバー：菌類Blennoria属から単離されたBlennolides A–G」. Chemistry: A European Journal . 14 (16): 4913– 4923. doi :10.1002/chem.200800035. PMID  18425741.
  5. ^ Zhai A, Zhang Y, Zhu X, Liang J, Wang X, Lin Y, Chen R (2011年1月). 「セカロン酸AはJNK、p38 MAPK、およびカルシウム流入の抑制を介してコルヒチンの細胞毒性を軽減した」Neurochemistry International . 58 (1): 85– 91. doi :10.1016/j.neuint.2010.10.016. PMID  21073911. S2CID  207121053.
  6. ^ Zhai, Aifeng; Zhu, Xiaonan; Wang, Xuelan; Chen, Ruzhu; Wang, Hai (2013). 「セカロン酸Aはミトコンドリアアポトーシス経路を介して1-メチル-4-フェニルピリジニウム（MPP+）誘導性細胞死からドーパミン作動性ニューロンを保護する」European Journal of Pharmacology . 713 ( 1–3 ): 58–67 . doi :10.1016/j.ejphar.2013.04.029. ISSN  0014-2999. PMID  23665112.
  7. ^ Millot M, Tomasi S, Studzinska E, Rouaud I, Boustie J (2009年11月). 「地衣類Diploicia canescensの細胞毒性成分」. Journal of Natural Products . 72 (12): 2177– 2180. doi :10.1021/np9003728. PMID  19919064.
  8. ^ 胡亜鵬;タオ、リーヤン。王、方。チャン・ジャンイェ。リャン・ヨンジュ。フー・リーウー (2013)。 「セカロン酸 D は、ABCG2 の発現を下方制御することにより、サイド集団の割合を減少させました。」生化学薬理学。85 (11): 1619–1625。土井:10.1016/j.bcp.2013.04.003。ISSN  0006-2952。PMID  23583455。
  9. ^ Deshmukh SK, Mishra PD, Kulkarni-Almeida A, Verekar S, Sahoo MR, Periyasamy G, Goswami H, Khanna A, Balakrishnan A, Vishwakarma R (2009年5月). 「内生菌から単離されたエルゴフラビンの抗炎症および抗癌活性」. Chemistry & Biodiversity . 6 (5): 784– 789. doi : 10.1002/cbdv.200800103 . PMID  19479845. S2CID  6353623.
  10. ^ Eglinton G, King FE, Lloyd G, Loder JW, Marshall JR, Robertson A, Whalley WB (1958). 「373. 菌類の化学。第35部。エルゴフラビンの予備的研究」Journal of the Chemical Society（再開）：1833– 1842. doi :10.1039/JR9580001833.
  11. ^ ab Hooper JW, Marlow W, Whalley WB, Borthwick AD, Bowden R (1971). 「菌類の化学 第65部 エルゴクリシンA、イソエルゴクリシンA、エルゴキサンチン、およびセカロン酸A、B、C、Dの構造」. Journal of the Chemical Society C: Organic . 21 : 3580– 3590. doi :10.1039/J39710003580. PMID  5167268.
  12. ^ ab Hooper JW, Marlow W, Whalley WB, Borthwick AD, Bowden R (1971). 「麦角色素におけるビフェニル結合の位置．エルゴフラビンの部分合成」Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications (2): 111– 112. doi :10.1039/C29710000111.
  13. ^ Qin T, Iwata T, Ransom TT, Beutler JA, Porco Jr JA (2015年11月). 「多様な結合を持つ二量体テトラヒドロキサントンの合成：“形状変化”特性の検討」. Journal of the American Chemical Society . 137 (48): 15225– 15233. doi :10.1021/jacs.5b09825. PMC 4863954. PMID  26544765 . 
  14. ^ Qin T, Porco JA (2014年3月). 「セカロン酸AおよびDの全合成」. Angewandte Chemie International Edition . 53 (12): 3107– 3110. doi :10.1002/anie.201311260. PMC 4098722. PMID  24519991 . 
  15. ^ Ganapathy D, Reiner JR, Löffler LE, Ma L, Gnanaprakasam B, Niepötter B, Koehne I, Tietze LF (2015年11月). 「セカロン酸Eのエナンチオ選択的全合成」. Chemistry: A European Journal . 21 (47): 16807– 16810. doi :10.1002/chem.201503593. PMID  26447631.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Secalonic_acid&oldid=1325263406"