助成番号
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）
研究テーマ（和文） ＡＢ

ＣＯＰＤバイオマーカー定量法確立を目指したエラスチン架橋アミノ酸分子の創製

研究テーマ（欧文） ＡＺ

Preparation of elastin crosslinking amino acids for quantitative analysis of COPD
biomarkers

研
究氏
代表名
者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ姓）ウスキ名）トヨノブ

研究期間 Ｂ

２０１１～ ２０１２年

漢字 ＣＢ

臼杵豊展

報告年度 ＹR

２０１２年

TOYONOBU

研究機関名

上智大学

ﾛｰﾏ字 ＣＺ USUKI

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名

上智大学理工学部物質生命理工学科・助教

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
COPD（Chronic Obstructive Pulmonary Disease：慢性閉塞性肺疾患）は、タバコをはじめとした有毒な粒子やガスの吸入によって引き起こされる肺の生活習慣病と定義されている。WHO（世界保健機関）によると、現在、全世界で２億人以上の患者がおり、死亡原因の第４位を占めており、2030 年までに第３位に浮上すると警告している。
COPD は喫煙などによる肺胞の破壊に起因し、断続的な激しい咳や呼吸困難が長期間続き、やがて死に至る疾患である。そもそも病態が複雑で未知の部分が多く、根本的治療薬すら存在しないため、迅速かつ簡便な診断薬や検査法の確立が至上命題となっている。
肺胞の伸縮を司る弾性繊維エラスチンの架橋アミノ酸 desmosine および isodesmosine は、COPD 患者の痰・血液・尿を加水分解処理したものを LC-MS 分析すると、健常者よりもそれらの存在量が多い。従って、これらの有機化合物は COPD のバイオマーカーとして大変有望視されている。しかしながら、LC-MS による詳細な定量比較実験を行うための標準物質が未開発であるため、COPD のバイオマーカーによる定量法および診断法に関する研究は立ち遅れている。本研究では、COPD バイオマーカー定量法の確立を目指し、エラスチン架橋アミノ酸分子の創製を検討した。
すると、4-ヒドロキシピリジンを出発原料として、薗頭クロスカップリングを鍵反応とすることで、１３段階・総収率 11%で desmosine の全合成を達成できた。一方、3,5-ジブロモピリジンを出発とした場合は、薗頭および根岸クロスカップリングを鍵反応として、６段階・総収率 15%で desmosine の全合成を達成した。また、他のエラスチン架橋アミノ酸である
desmopyridine の調製にも成功した。さらにクロスカップリングを駆使することで、isodesmosine の全合成にも成功した。以上のように、目的のエラスチン架橋アミノ酸分子の網羅的創製に成功した。

キーワード ＦＡ
（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号- 1 -発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）
論文標題ＧＢ

Total Synthesis of the Elastin Crosslinker (+)-Desmopyridine

著者名 ＧＡ

Murakami, Yanuma, 雑誌名 ＧＣUsuki

雑誌

ページ ＧＦ発行年 ＧＥ

201

2

巻号 ＧＤ

23

論文標題ＧＢ

Total Synthesis of the COPD Biomarker Desmosine via Sonogashira and Negishi
Cross-Coupling Reactions

著者名 ＧＡ

Yanuma, Usuki

雑誌名 ＧＣ

Tetrahedron Letters

ページ ＧＦ5920～5922

発行年 ＧＥ

2

雑誌

印刷中

Tetrahedron: Asymmetry

01

2

巻号 ＧＤ

53

論文標題ＧＢ

Total Synthesis of COPD Biomarker Desmosine that Crosslinks Elastin

著者名 ＧＡ

Usuki et al

雑誌

ページ ＧＦ3233～3235

雑誌名 ＧＣ

Chemical Communications

発行年 ＧＥ

201

2

巻号 ＧＤ

48

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ発行年 ＨＤ総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ

欧文概要 ＥＺ
COPD (chronic obstructive pulmonary disease) is a respiratory disorder largely related to tobaccosmoking, but also to α1-antitrypsin deficiency (AATD). Desmosine and isodesmosine, crosslinking aminoacids of elastin, are attractive biomarkers for the diagnosis of COPD. In this study, the first total
synthesis of the COPD biomarker (+)-desmosine, a crosslinking amino acid of elastin, has been achievedin 13 steps in 11% overall yield starting from 4-hydroxypyridine with stepwise and regioselective
Sonogashira crosscoupling reactions. The total synthesis of (+)-desmosine has been also achieved via
chemo- and regioselective Sonogashira and Negishi cross-coupling reactions as a key transformation in
15% yield over six steps starting from 3,5-dibromopyridine. Meanwhile, the first total synthesis of
the elastin crosslinker (+)-desmopyridine has been achieved with chemo- and regioselective Sonogashiraand Negishi cross-coupling reactions as the key steps in 10% yield over six steps starting from4-aminopyridine.The synthetic strategy described above is currently being applied to the preparationof various other crosslinking amino acids to elucidate the 3-D structure of elastin fiber, including
degraded elastin peptides that are generated as a result of COPD and can be indicative of the severityof the disease.

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