天 然 物 化 学
農学博士

菅原二三男 【編著】

コ

ロ
ナ

社

浅見 忠男
博士
（農学） 葛山智久
博士（農学） 倉持幸司 【共著】
博士（農学） 新家一男
博士（農学） 永田
晋治
農学博士

コロナ社

社
ロ
ナ
コ
執筆者一覧
菅原二三男（東京理科大学名誉教授）
浅見忠男（東京大学）

葛山智久（東京大学）

倉持幸司（東京理科大学）

新家一男（産業技術総合研究所）

永田晋治（東京大学）（2018 年 11 月現在）

ま

え

が

き

有機化学は，自然界に存在しない化学繊維や染料をはじめとする多くの物質をつくり出し（＝化学合成），私達の生活の質の改善・向上におおいに役立っている。その一方で，天然物化学は，自然界に存在する低分子化合物から高分
子化合物までの，多様な化合物を標的として研究されてきた。中でも生物に強い活性を示す化合物は，生理活性物質として研究者の興味の中心となり，よりよい医薬，農薬，香料などを目指して新しい化学構造（＝新規な天然物の探索）

社

や，構造の改変（＝分子設計，構造活性相関）などの研究開発が進められてきた。増え続ける世界の人々に対する食料を確保するための安全・安心な農薬，
劣悪な環境下で発生する感染症や伝染病に有効な薬剤の研究・開発が，積極的

ロナに続けられている。

平 成 28（2016） 年 の 日 本 人 の 死 亡 原 因 は， 悪 性 新 生 物（ が ん ）（1 位，
28 . 5 ％），心疾患（2 位，15 . 1 ％），肺炎（3 位，9 . 1 ％），脳血管疾患（4 位，8 . 4 ％）
，老衰（5 位，7 . 1 ％）となっており，このことが抗がん剤開発などが精力的に進められている理由である。発酵医薬（低分子）は，生産菌の探索，
医薬開発候補化合物の探索，合成法の開発，活性と毒性など，多くの評価（安コ

全と効果）を経て上市されるため，長い開発期間（平均 17 年）が要求される。
一方，オプジーボ（2018 年ノーベル生理学・医学賞）などの抗体医薬（高分子）は，遺伝子組換え技術などのバイオ技術を使って製造され，開発期間が数年と短い。そのため今世紀になり，世界規模の製薬企業の多くは発酵医薬品の開発を終了し，抗体医薬品に開発の焦点を絞っている。このような状況下にもかかわらず，低分子医薬品の重要性は明らかである。
新種の放線菌 Streptomyces avermitilis の培養液から得られた天然物を改変したイベルメクチンは，寄生虫による風土病の治療薬としてアフリカなどで無償供与され，
世界で年間 3 億人を失明から救っている（2015 年ノーベル生理学・医学賞）。海綿（クロイソカイメン）から単離された，ハリコンドリン B の大
環状ケトン合成アナログ（構造類縁体）エリブリンは，日本では「手術不能ま

ii

ま

え

が

き

たは再発乳がん」に対する治療薬として認可されている。単剤で延命効果が示された初めての例である。
20 世紀後半から革新的な進歩を遂げた分子生物学や細胞生物学の研究手法
や情報は，天然物化学の分野にも大きな影響をもたらしている。現在の天然物化学の研究論文には生合成遺伝子の同定・解析結果が記述されることも稀ではなく，化学構造の新規性の議論とともに生合成に関わる遺伝子構造と機能がしばしば議論される。また，多くの生物のゲノム解析が進む中，生理活性天然物の受容体研究も頻繁に行われている。その結果，生理活性天然物が受容体を介して機能を発現する機構は，ヒト性ホルモンに代表されるような，
「生理活性

社

物質と受容体の結合＝機能の発現」という簡単な様式ではないということがわ
かってきている。生化学が酵素や核酸，糖，脂質などを物質レベルで取扱い，
そこに物理学が加わり分子生物学となった。その生化学や分子生物学に化学的

ロ
ナ

な手法を取り入れ，未解明の生命機能の解析に挑戦し，新たな現象とメカニズムの発見に大きく貢献している研究が，ケミカルバイオロジー（化学生物学）として注目される新しい分野である。核酸やタンパク質などの生体高分子と特異的に作用する化合物（生理活性物質）を利用し，生体機能に関わる分子の振る舞いを理解しようとする学問である。

本書は学部学生を対象にして企画されているが，バイオテクノロジー教科書

コシリーズ 17『天然物化学』（瀬戸治男 東京大学名誉教授）コロナ社（2006 年）に触発された内容と構成になっている。よく知られた天然物の構造や活性など
は紹介程度に留め，生合成遺伝子と経路による化合物の分類を試みた。本書では，新しい天然物と生合成遺伝子の解析法についても若干の記載を加えた。受容体に関する最新の知見を記載するとともに，新しい分野でもあるケミカルバ
イオロジーは特に重要なため，大学院生も十分に興味をもつことのできるよう配慮した。
本書の出版に当たり，
真摯なご助言を下さった中嶋正敏先生（東京大学）と，
企画段階からお世話になったコロナ社に，執筆者一同を代表して感謝するものです。
2018 年 11 月

執筆者代表

菅原 二三男

目

1.
1.1

次

天然物化学の技術

生物と天然物化学… …………………………………………………………………………………………………………………… 1
ケミカルバイオロジー … ………………………………………………………………………… 2

社＜ Coffee Break ＞

1 . 2 単離と構造決定… ………………………………………………………………………………………………………………………… 3
出……………………………………………………………………………………………………………………… 3

1.2.2 精製……………………………………………………………………………………………………………………… 5

1.2.3 構造

ロ
ナ

1.2.1 抽決

定……………………………………………………………………………………………………………………… 6

1 . 2 . 4 立体化学の決定……………………………………………………………………………………………………………………… 9

1.3

有

機

合

成… ……………………………………………………………………………………………………………………… 13

1 . 3 . 1 天然物の構造決定… …………………………………………………………………………………………………………… 13
1 . 3 . 2 天然物の絶対立体配置の決定… …………………………………………………………………………………… 14

コ

1 . 3 . 3 生合成経路の傍証… …………………………………………………………………………………………………………… 15＜ Coffee Break ＞

受容体を決める有機合成の技術 … …………………………………………………… 16

1 . 4 一次代謝産物と二次代謝産物を定義する… ……………………………………………………………… 18
1 . 4 . 1 一 次 代 謝 産 物…………………………………………………………………………………………………………………… 18
1 . 4 . 2 二 次 代 謝 産 物…………………………………………………………………………………………………………………… 19＜ Coffee Break ＞

細菌の生合成遺伝子と天然物（D 型と L 型）… ………………………… 20

1 . 5 天然物のスクリーニング……………………………………………………………………………………………………… 21
1 . 5 . 1 天然物スクリーニングの歴史… …………………………………………………………………………………… 21
1 . 5 . 2 天然物スクリーニングにおけるアッセイ系…………………………………………………………… 25＜ Coffee Break ＞

次世代スクリーニング … ……………………………………………………………………… 26

1 . 6 生合成から天然物を見る……………………………………………………………………………………………………… 28
1 . 6 . 1 天然物化学と生合成研究………………………………………………………………………………………………… 28

目

iv

次

1 . 6 . 2 生合成遺伝子の同定… ……………………………………………………………………………………………………… 31
1 . 6 . 3 生合成経路の決定… …………………………………………………………………………………………………………… 31＜ Coffee Break ＞

章

末

問

天然物化学とノーベル生理学・医学賞 ………………………………………… 34

題… …………………………………………………………………………………………………………………………………… 362.
2.1

生合成経路と天然物

ポ リ ケ チ ド… ……………………………………………………………………………………………………………………… 38

2 . 1 . 1 ポリケチド生合成機構と出発単位……………………………………………………………………………… 38
2 . 1 . 2 III 型ポリケチド生合成機構…………………………………………………………………………………………… 42

社

2 . 1 . 3 II 型ポリケチド生合成機構… ………………………………………………………………………………………… 45
2 . 1 . 4 I 型ポリケチド生合成機構……………………………………………………………………………………………… 47
2 . 1 . 5 非リボソーム型ペプチド合成機構……………………………………………………………………………… 50

ロナ

2 . 1 . 6 リボソーム翻訳系翻訳後修飾ペプチド合成機構… ……………………………………………… 52＜ Coffee Break ＞

2.2

遺伝子組換えと新しい化合物 …………………………………………………………… 52

テ ル ペ ノ イ ド… ……………………………………………………………………………………………………………………… 54

2 . 2 . 1 テルペノイドと出発物質………………………………………………………………………………………………… 54
2 . 2 . 2 メバロン酸経路…………………………………………………………………………………………………………………… 59
2 . 2 . 3 MEP

経

路… ………………………………………………………………………………………………………………… 61

コ

2 . 2 . 4 テルペノイド生合成機構………………………………………………………………………………………………… 64＜ Coffee Break ＞

メバロン酸経路と MEP 経路の分布 … …………………………………………… 67

2 . 3 トリテルペンとステロイド………………………………………………………………………………………………… 69
2 . 3 . 1 スクアレンからの環化反応… ………………………………………………………………………………………… 70
2 . 3 . 2 2 , 3-オキシドスクアレンからの環化反応… …………………………………………………………… 71…………………………………………………………………………………… 74
2 . 4 テトラテルペン（カロテノイド）

2.5

シ キ ミ 酸 経 路… ……………………………………………………………………………………………………………………… 76

2 . 5 . 1 シ キ ミ 酸 経 路…………………………………………………………………………………………………………………… 76
2 . 5 . 2 p-アミノ安息香酸… …………………………………………………………………………………………………………… 78
2 . 5 . 3 フェニルアラニンからの生合成…………………………………………………………………………………… 78
2 . 5 . 4 ユビキノンの生合成… ……………………………………………………………………………………………………… 79
2 . 5 . 5 リグナンとネオリグナンの生合成……………………………………………………………………………… 79

目

次

v

2 . 5 . 6 シキミ酸類似経路（メタ C7N 経路）…………………………………………………………………………… 82

2.6

フ ラ ボ ノ イ ド… ……………………………………………………………………………………………………………………… 82

2 . 6 . 1 フラボノイドの生合成……………………………………………………………………………………………………… 83
2 . 6 . 2 花の色とフラボノイド……………………………………………………………………………………………………… 84
2.6.3 フラ

ボン…………………………………………………………………………………………………………………… 86

2 . 6 . 4 オーレウシジン，オーロン… ………………………………………………………………………………………… 88
2 . 6 . 5 イソフラボン類…………………………………………………………………………………………………………………… 88＜ Coffee Break ＞

Japanese Unlock Mysteries of Plant Color … ………………………………… 89

2 . 7 香料と芳香化合物… ………………………………………………………………………………………………………………… 90
2 . 7 . 1 バニリン：芳香族アルデヒド類…………………………………………………………………………………… 91

社

2 . 7 . 2 イソチオシアン酸アリル：イソチオシアネート類… ………………………………………… 91
2 . 7 . 3 サリチル酸メチル：エステル類…………………………………………………………………………………… 91
2 . 7 . 4 リナロール，ゲラニオール，ネロール：アルコール類…………………………………… 92
2 . 7 . 5 メントール：モノテルペンアルコール類………………………………………………………………… 93ロナ

2 . 7 . 6 樟脳（カンファー）：モノテルペンケトン類………………………………………………………… 93
2 . 7 . 7 ムスク（麝香）：ケトン類… …………………………………………………………………………………………… 93

章

末

問

題… …………………………………………………………………………………………………………………………………… 94

3.1

情報を伝達する物質

コ

3.

植 物 ホ ル モ ン… ……………………………………………………………………………………………………………………… 96

3 . 1 . 1 オ ー キ シ ン…………………………………………………………………………………………………………………… 99
3 . 1 . 2 サイトカイニン…………………………………………………………………………………………………………………… 99
3.1.3 エチ

レ

ン………………………………………………………………………………………………………………… 101

3 . 1 . 4 ジ ベ レ リ ン………………………………………………………………………………………………………………… 102
3 . 1 . 5 ア ブ シ シ ン 酸………………………………………………………………………………………………………………… 103
3 . 1 . 6 ストリゴラクトン… ………………………………………………………………………………………………………… 104
3 . 1 . 7 ブラシノステロイド… …………………………………………………………………………………………………… 106
3 . 1 . 8 ジ ャ ス モ ン 酸………………………………………………………………………………………………………………… 107
3 . 1 . 9 サ リ チ ル 酸………………………………………………………………………………………………………………… 109＜ Coffee Break ＞

3.2

ブラシナゾール … ………………………………………………………………………………… 110

昆虫のホルモンとフェロモン………………………………………………………………………………………… 111

目

vi

次

3 . 2 . 1 昆虫のホルモン………………………………………………………………………………………………………………… 111
3 . 2 . 2 昆虫の脱皮変態のクラシカルスキーム… ……………………………………………………………… 112
3 . 2 . 3 ペプチド性ホルモンの性質と生合成… …………………………………………………………………… 113
3 . 2 . 4 脂溶性ホルモン………………………………………………………………………………………………………………… 115
3 . 2 . 5 幼若ホルモンの生合成…………………………………………………………………………………………………… 116
3 . 2 . 6 エクジソンの生合成… …………………………………………………………………………………………………… 117
3 . 2 . 7 ホルモンの受容体… ………………………………………………………………………………………………………… 120
3 . 2 . 8 昆虫のホルモンの利用…………………………………………………………………………………………………… 122
3 . 2 . 9 昆虫のフェロモン… ………………………………………………………………………………………………………… 123
3 . 2 . 10

フェロモン受容体および結合タンパク質…………………………………………………………… 126

3 . 2 . 11

昆虫のフェロモンの農薬利用… ……………………………………………………………………………… 127

4.1

問

題… ………………………………………………………………………………………………………………………………… 128

4.

生物活性を有する微生物代謝産物と海洋天然物

社

末

ロ
ナ

章

抗生物質，医療用抗生物質……………………………………………………………………………………………… 129

4 . 1 . 1 抗生物質の発見………………………………………………………………………………………………………………… 130
4 . 1 . 2 抗生物質の選択性… ………………………………………………………………………………………………………… 131
4 . 1 . 3 b-ラクタム系抗生物質…………………………………………………………………………………………………… 132
4 . 1 . 4 アミノグリコシド（アミノサイクリトール）系抗生物質… ………………………… 132

コ

4 . 1 . 5 ポリケチド系抗生物質…………………………………………………………………………………………………… 134
4 . 1 . 6 その他の抗生物質… ………………………………………………………………………………………………………… 1364.2

抗がん抗生物質… …………………………………………………………………………………………………………………… 139

4.3

農業用抗生物質… …………………………………………………………………………………………………………………… 142

4.4

その他の薬理学的活性を有する微生物産物… ……………………………………………………… 143

4.5

生理活性海洋天然物… ………………………………………………………………………………………………………… 145＜ Coffee Break ＞

エンジイン系化合物 …………………………………………………………………………… 146＜ Coffee Break ＞

ハリコンドリン B とエリブリン …………………………………………………… 148

章

末

問

題… ………………………………………………………………………………………………………………………………… 149

目

5.

次

vii

受容体と結合タンパク質の決定法

抗生物質の作用機構… ………………………………………………………………………………………………………… 150

5.1

5 . 1 . 1 細胞壁合成阻害………………………………………………………………………………………………………………… 150
5 . 1 . 2 細胞膜機能阻害………………………………………………………………………………………………………………… 153
5 . 1 . 3 タンパク質合成阻害… …………………………………………………………………………………………………… 155
5 . 1 . 4 核 酸 合 成 阻 害………………………………………………………………………………………………………………… 157
5 . 1 . 5 葉 酸 合 成 阻 害………………………………………………………………………………………………………………… 158

抗がん剤の作用と受容体…………………………………………………………………………………………………… 158

5.2

社

5 . 2 . 1 核酸に作用する天然物…………………………………………………………………………………………………… 159
5 . 2 . 2 トポイソメラーゼ阻害剤……………………………………………………………………………………………… 161
5 . 2 . 3 微 小 管 作 用 薬………………………………………………………………………………………………………………… 163

植物ホルモン受容体… ………………………………………………………………………………………………………… 165

ロ
ナ

5.3

5 . 3 . 1 オーキシン，ジャスモン酸，ジベレリン，ストリゴラクトン受容体… …… 166
5 . 3 . 2 サイトカイニン受容体…………………………………………………………………………………………………… 167
5 . 3 . 3 アブシシン酸受容体… …………………………………………………………………………………………………… 168
5 . 3 . 4 エチレン受容体………………………………………………………………………………………………………………… 169
5 . 3 . 5 ブラシノステロイド受容体… ……………………………………………………………………………………… 170

コ

5 . 3 . 6 サリチル酸受容体… ………………………………………………………………………………………………………… 171＜ Coffee Break ＞

章

末

6.

問

植物ホルモン受容体の応用例 ………………………………………………………… 173

題… ………………………………………………………………………………………………………………………………… 174

天然物スクリーニングと天然化合物ケミカルバイオロジー

6.1

表現型スクリーニングの最前線…………………………………………………………………………………… 175

6.2

タンパク質相互作用解析法とタンパク質相互作用スクリーニング… …… 178

6 . 2 . 1 共 免 疫 沈 降 法………………………………………………………………………………………………………………… 179
6 . 2 . 2 プルダウンアッセイ法…………………………………………………………………………………………………… 180
6 . 2 . 3 ツーハイブリッド法… …………………………………………………………………………………………………… 180
6 . 2 . 4 タンパク質補完法… ………………………………………………………………………………………………………… 181

viii

目

次

6.2.5

Alpha テクノロジー法… ………………………………………………………………………………………………… 182
法…………………………………………………………………………………………………………………… 183

6 . 2 . 6 Fluoppi

6.3

ケミカルバイオロジーと化合物標的同定… …………………………………………………………… 184

6.4

さまざまなケミカルバイオロジー研究… ………………………………………………………………… 190

章

末

問

題… ………………………………………………………………………………………………………………………………… 192＜ Coffee Break ＞

世界の趨勢とわが国の現状 …………………………………………………………… 193

引用・参考文献… …………………………………………………………………………………………………………………………… 194

ロ
ナ

社

引… …………………………………………………………………………………………………………………………… 207

コ

索

1

天然物化学の技術

生物と天然物化学社

1.1

代謝物質（metabolite）は，代謝の過程の中間生産物および最終生成物であり，通常は分子量 500 程度までの小分子である。一次代謝産物は，生物の成長，ロ
ナ

進化，生殖に直接関わるものをいう。二次代謝産物は，これらの過程には直接関わらないが，重要な機能をもつ天然物である。このような天然物は，食品，
香料，医薬，毒，染料などとして古来より利用されてきた。
天然物化学†は，天然物を扱う有機化学の一分野で，おもに天然物の単離，構造決定，合成を扱ってきたが，現代では生合成遺伝子解析が行われるとともコに，ケミカルバイオロジー（次頁の〈Coffee Break〉および 6 章を参照）の進
歩によって，従来の理解とはまったく異なる新たな発見がされるようになってきた。

1 ） 天然物の単離

有用な作用をもつ生物体から作用物質を単離する。

蒸留，再結晶，酸や塩基を用いた溶媒分画，クロマトグラフィーによる分画を使用し，単一化合物となるまで繰り返す。
2 ） 天然物の構造決定目的とする作用物質を単離し，つぎに構造決定を行う。元素分析，分解反応，機器分析が行われる。高分解能質量分析
法で分子式を決定，赤外分光法や核磁気共鳴（NMR）分光法によりどの†

おもに生理活性物質を扱う場合には「生理活性天然物化学」，生理活性をもたない化合物も含めて扱う場合には「天然物化学」と使い分けることもある。

21.

天然物化学の技術

ような官能基や部分構造をもつかを決定する。特に二次元 NMR では，炭素骨格の決定に有用な情報が得られる。単結晶は X 線構造解析で，その化学構造を決定する。
3 ） 天然物の合成

上記の構造はあくまで推定であるため，実際に合成を行って構造を確認する，あるいは必要に応じて訂正する。
4 ） 生合成遺伝子の決定

現代では，多くの生物のゲノム解析（DNA 配列の網羅的解析）が終了しており，天然物の生合成に関与する遺伝子の特定が比較的容易にできるようになった。
5 ） ケミカルバイオロジー

有機化学と分子生物学の両方の技術と知識社＜ Coffee Break ＞ “ ケミカルバイオロジー ”

生命現象を分子レベルで理解しようとする，現在最も注目される学際的な研究分野である。シュライバー（Stuart L. Schreiber）ハーバード大学教授らは，ロナ

図 1 の免疫抑制剤タクロリムス（tacrolimus，FK506）の化学合成を達成すると同時に，FK506 をカラムに担持して結合タンパク質 FKBP を単離し，X 線結晶構造解析によって結合様式を解析することに成功した（図 2）。天然物やその誘導体が生物学研究におけるプローブとして機能することを証明した

H 3CO

コ

HO

O

N

O
HO

O

。

O

OH

O

O
H
OCH 3

図1

1）
†

OCH 3

タクロリムス（FK506）

図2

FKBP-FK506 複合体の結晶構造
注）（1FKF ）

注） RCSB（Research Collaoratory for Structural Bioinformatics）が公開しているタンパ
ク質構造データベースにおけるアクセッション番号†

肩付き番号は巻末の引用・参考文献番号を示す。

1.2

単離と構造決定

3を使い，生体内分子の機能を解明する学問領域である。小分子から生体高分子まで幅広い分子を対象とし，生体機能の制御や酵素反応などを解析する。ケミカルバイオロジーが実現した背景には，遺伝子とゲノムの解析法，タンパク質の分子構造の解析法（X 線構造解析，電子顕微鏡，
核磁気共鳴吸収法，質量分析法）および有機合成法の進歩がある。
天然物それ自体が幅広く利用されているが，天然物を原料として化学合成した物質，あるいは天然物の化学構造を模した物質も実用化されている。本書では生合成経路に主眼を置くことによって，多彩な構造をもつ天然物のより合理社

的な理解へと読者を導くことを目標とする。

1.2

単離と構造決定ロナ

天然物は，植物や微生物などの生物材料から溶媒によって抽出され，クロマ
トグラフィーなどにより純粋な化合物に精製される。これらの一連の過程を単離と呼ぶ。そして，単離した天然物の構造は，核磁気共鳴（NMR）分光法な
どの各種機器分析により決定される。本項では，これら単離や構造決定の手法

コを概説する。
1.2.1 抽出抽出とは，微生物の培養液や植物などに溶媒を加え，生物材料中の成分を溶媒へ移行させる操作である。例えば，植物材料（植物の乾燥粉末など）に溶媒を加えると，その溶媒に親和性が高い成分を溶媒へと移行できる。そして，その懸濁液をろ過すれば，抽出された成分を含む溶液と不溶物とを分けることができる。
抽出によく利用される有機溶媒としては，メタノール，エタノール，アセト
ン，1-ブタノール，酢酸エチル，ジエチルエーテル，クロロホルム，トルエン，
ヘキサンなどが挙げられる。溶媒の極性を比較する際のパラメーターとして，
比誘電率 f が使われる（表 1 . 1）
。一般的に比誘電率 f が高い溶媒ほど，極性41.

天然物化学の技術
表 1.1

溶

媒

おもな溶媒の比誘電率

比誘電率 f溶2）媒

比誘電率 f

水78 . 3

酢酸エチル

6.0

メタノール

32 . 7

ジエチルエーテル

4.3

エタノール

24 . 6クロロホルム

4.9

アセトン

20 . 7トルエン

2.4

1-ブタノール

17 . 5ヘキサン

1.9は高くなる。アミノ酸や糖などの高極性化合物は，水やメタノールなどの高極性溶媒に溶けやすい。一方，テルペン，ステロイド，脂肪酸などの低極性化合社

物は，ヘキサンやトルエンなどの低極性溶媒に溶けやすい。
しん し

抽出の方法は，浸漬抽出法，超音波抽出法，ソックスレー抽出法，高速溶媒かくはん抽出法などがある。浸漬抽出法は，原材料を溶媒に浸漬し，加熱や攪拌などをロ
ナ

しながら，抽出する方法である。超音波抽出法は，加熱や攪拌の代わりに超音波を利用した浸漬抽出法である。ソックスレー抽出法は，還流を使用して固体
試料から目的成分を抽出する方法である（図 1 . 1）
。高速溶媒抽出法は，高温，高圧下で固体中の成分を溶媒により迅速に抽出する。
このようにして得られた抽出液の溶媒を，エバポレーターや凍結乾燥機などコを用いて除去すれば，粗抽出物が得られる。

冷却管

抽出管

①
②
③
④

固体試料を専用ろ紙に入れ，抽出管にセットする。
フラスコに溶媒を入れて加熱する。
蒸発した溶媒は冷却管で冷やされ液体に戻る。
液体となった溶媒が抽出管内の固体試料に滴り落ち，
目的成分を抽出する。
⑤ 抽出した成分はフラスコ内に移動する。
⑥ このサイクルを繰り返すことで，目的成分をフラスコ内に移行させる。

フラスコ
図 1.1

ソックスレー抽出法

1.2

1.2.2 精単離と構造決定5

製

抽出によって得られた粗抽出物には複数の成分が含まれる。精製は，複数の成分を単一成分になるまで分離する操作である。
以前は蒸留（液体成分の場合），
結晶化や再結晶（固体成分の場合），酸や塩基を用いた溶媒分画などが用いられていたが，
現在ではクロマトグラフィーによる精製が主流となってきている。
一般にクロマトグラフィーでは，カラム中の充填剤（固定相）に粗抽出物を流し，移動相の組成を変化させるなどして，フラクションに分画する。そして分画されたフラクションの活性の有無を調べ，目的の活性を有する天然物がどの
フラクションに含まれているかを確認する。そのフラクションが混合物である

社

場合，同一原理のクロマトグラフィーを繰り返したり，原理の異なるクロマト
グラフィーを組み合わせたりするなどして，単一成分となるまで繰り返す。ク
ロマトグラフィーは，分離の原理により主として吸着，分配，サイズ排除，イロ
ナ

オン交換に分類される。

〔 1 〕 吸着クロマトグラフィー

充填剤（固定相）と試料との吸着力の差に基づくクロマトグラフィーである。充填剤としてはシリカゲルやアルミナなどが用いられる。例えば，固定相にシリカゲルを用いた場合には，シリカゲルの表面に存在するシラノール基が試料の極性官能基と水素結合などの相互作用

コを介して吸着する。そして移動相の溶媒が試料／シリカゲル間に働く相互作用と競合することで，試料をシリカゲルから解離させる。したがって，シリカゲ
ルは低極性の化合物から溶出する。このような分離モードのクロマトグラ
フィーを順相吸着クロマトグラフィーという。移動相としては，低極性成分を分離する場合にはヘキサン－酢酸エチルが，高極性成分を分離する場合にはクロロホルム－メタノールの混合溶媒がよく用いられる。
〔 2 〕 分配クロマトグラフィー

固定相と移動相の間の分配に基づいたクロマトグラフィーである。固定相としては，アルキル基が化学結合したシリカゲルが多用されている。中でも，炭素数が 18 である ODS（オクタデシルシリル基が修飾されたシリカゲル）がよく用いられている。移動相としては，メタ
ノール－水や，アセトニトリル－水などの混合溶媒が用いられる。このような

索

【い】

コ

イオン交換クロマト
6
グラフィー
31 , 33
異種発現
56
イソプレン則56
イソプレンユニット
イソペンテニル二リン酸
326
一次元 NMR1 , 18
一次代謝産物
遺伝子クラスター 30 , 31
31 , 34
遺伝子破壊
35 , 139
イベルメクチン144
イマチニブ
イメージアナライザー 28
162
イリノテカン【 う，え，お 】
ウベニメクス
エクジソン

【か】

ロ
ナ

140
アクチノマイシン
160
アクチノマイシン D
139
アドリアマイシン
79
アドレナリン
74 , 103
アブシシン酸
アミノグリコシド系
155
抗生物質
アンサマイシン系抗生物質
135
144
アンチパイン83
アントシアニジン
89
アントシアニン83
アントシアンアンフォテリシン B
135 , 154

122
エクジソン受容体
146
エスペラミシン161
エトポシド
35 , 138
エバーメクチン139
エピルビシン141
エポチロン
エリスロマイシン
52 , 134 , 156
164
エリブリン
13
オリザリン
28
オルガノイド

143
117

協奏的環化反応

70

【く】
131
グラム陰性菌131
グラム陽性菌
134
クラリスロマイシン
グリコペプチド系抗生物質
137
クリックケミストリー 16
142
グリホサートクロラムフェニコール
137 , 157
クロラムフェニコール系
157
抗生物質

社

【あ】

引

改良 Mosher 法
化学酵素合成化学誘導二量体形成法

12
29

191
核オーバーハウザー効果
10130
核酸合成阻害6
核磁気共鳴分光法
121
核内受容体
106
カスタステロン155
カナマイシン146
カリケアミシン
54 , 74
カロテノイド
74
カロテン
64
環化反応

【き】
キサントフィル
キナーゼ結合型受容体

74

120
144
キナーゼ阻害剤
136
キノリン
136
キノロン
15
ギムノシン B
吸着クロマトグラフィー 5【け】
125
警報フェロモン30
ゲノムマイニング144
ゲフィチニブ
ケミカルジェネティクス
185 , 193
ケミカルバイオロジー
1 , 2 , 185 , 193
ゲラニルゲラニル二リン酸
32
86
ケルセチン
135
ゲルダナマイシン
8
元素分析
155
ゲンタマイシン87
ケンフェロール

【こ】
効果器
抗菌試験
交信攪乱法
合 成
抗生物質
構造決定

120
25
127
2
29 , 129
1

引

コリスチン

153

【さ】
サイズ排除クロマトグラ
6フィー
25
細胞毒性試験
129
細胞壁合成阻害
158
サルファ剤

【し】

【す】

コ

59 , 70
スクアレン
21
スクリーニング
175
スクリーニング法
61
スタチン
ストレプトマイシン
132 , 155

【 せ，そ 】
生合成遺伝子の決定
生合成マシナリー性フェロモン
赤外分光法
セサミン
セスキテルペン
セスタテルペン
絶対立体配置の決定
セファロスポリン
セファロスポリン C

112
9

【た】
146
ダイネミシン
127
大量誘殺法
163
ダウノルビシン
タクロリムス 2 , 145 , 187
112
脱皮ホルモン129
タンパク質合成阻害
1
単 離

【て】
155
テトラサイクリンテトラサイクリン系
136 , 155
抗生物質
59 , 74
テトラテルペン54
テルペノイド33
テルペン環化酵素
天然物ライブラリー
25 , 178ロナ

8
紫外可視分光法32
シクロオクタチン145
シクロスポリン A
137
シクロヘキサミド
8
質量分析
59
ジテルペン
33
シトクロム P450
55
ジベレリン
38
脂肪酸生合成機構
ジメチルアリル二リン酸
32
125
集合フェロモン
67
修飾反応111
脂溶性のホルモン
119
植物エクジソン

前胸腺刺激ホルモン
相対立体配置の決定

2
29
123
7
80
59
59
11 , 14132
152

ノルアドレナリン【と】ドキソルビシン 139 , 163
165
ドセタキセル162
トポイソメラーゼⅠ
トポイソメラーゼ II
162 , 163
162
トポテカン
146
トラベクテジン59
トリテルペン158
トリメトプリム【な】
ナイスタチンナリンギン
ナリンゲニン

154
88
88【 に，ね，の 】
7
二次元 NMR1 , 19二次代謝産物181
二分子蛍光補完法
157
ニューキノロン系
ネオカルジノスタチン
146 , 16181
ネオリグナン

79【は】ハイスループットスクリー
24
ニング
165
パクリタキセルバンコマイシン 137 , 153【ひ】142
ビアラフォス
19
必須アミノ酸19
非必須アミノ酸
表現型スクリーニング
28 , 176 , 183 , 184
標的ベーススクリーニング
176 , 184
非リボソーム型ペプチド 50
163
ビンクリスチン
163
ビンデシン
163
ビンブラスチン

社

索

208

【ふ】

ファーストインクラス薬剤
175
59
フィトエン
123
フェロモン
フェロモン結合タンパク質126
127
フェロモン受容体
127
フェロモンの利用
フォワードケミカルジェネ
186
ティクス
フォワードジェネティクス
186
ブラシノステロイド
74 , 106 , 110
142
ブラストサイジン S
ブレオマイシン 140 , 159
64
プレニル基縮合反応64
プレニル基転移反応
130
フレミング
143
プロテアーゼ阻害剤
66
プロトン付加
分配クロマトグラフィー 5

索
ボンビコール143
ベスタチン
130 , 151
ペニシリン
143
ペプチダーゼ阻害剤
ペプチド性のホルモン 111
82
ベルゲニン
173
変異受容体遺伝子

【ほ】

【B】

11

【F】

Fura-2

マイトマイシン C

140 , 159
マクロライド系抗生物質
134 , 155
137
ミカファンギン
136
ミノサイクリン30
未利用遺伝子資源
142
ミルディオマイシン【 め，も 】
メチシリン耐性黄色152
ブドウ球菌
メチルエリスリトール
59
リン酸
143
メバスタチン
59
メバロン酸
144
免疫抑制剤
127
モニタリング59
モノテルペン【 ゆ，よ 】

55
ユビキノン
幼若ホルモン 55 , 112 , 116

191

IGR
in vitro アッセイ法
in vivo アッセイ法
IR 分光法

【G】
120
GPCR
GTP 結合タンパク質共役型
120
受容体
120
G タンパク質

189
ラパマイシン80
リグナン
リバースケミカルジェネ
186
ティクス
リバースジェネティクス
186
157
リファマイシンリファンピシン 135 , 157
157
リンコマイシンリンコマイシン系抗生物質
157
55
リン脂質

【 る，れ，ろ 】

ルシフェラーゼ発光補完法
182
86
ルチン
励起子キラリティー法 1126
レポーターアッセイ
156
ロイコマイシン143
ロバスタチン

【わ】
ワクスマン

【H】
HMG-CoA 還元酵素阻害剤
143

122
25
25
7

112

PTTH

【U】
UV-Vis 分光法

8

【X】
59
152

【N】
NMR 分光法NOE
NRP（s）

130

【P】

【M】
MEP
MRSA

209

【 ら，り 】

【I】

コ

Bijvoet 法【 ま，み 】

ロナ

152
ホスホマイシン
ポドフィロトキシン
80 , 161
ポリエーテル系抗生物質
137
154
ポリエン系抗生物質
ポリエンマクロライド
135
抗生物質
142
ポリオキシン
38
ポリケチド
42
ポリケチド合成酵素
ポリケチド生合成機構 40
20
ポリセオナミド
ポリペプチド系抗生物質
153
153
ポリミキシン B

123

社

【へ】

引

6
10
50

X 線構造解析9【ギリシャ文字】
19
a-ケトグルタル酸
b-ラクタム系抗生物質 150

H NMR の結合定数に基づく決定法

1

9

著者略歴
1
9
7
5年
1
9
7
7年
1
9
7
7年
1
9
8
5年
1
9
8
6年
1
9
9
1年
2
0
0
2年

高橋
敏（えま さとし） ― 編著者略歴― 勲（たかはし いさお)
金沢大学工学部電気工学科卒業
1
9
7
1年 東京工業大学大学院博士1972 年 東北大学農学部農芸化学科卒業
東京工業大学大学院修士課程修了
課程修了（電気工学専攻)
1979 年 J東北大学大学院博士後期課程修了（農芸化学専攻）
，農学博士
国鉄（現
）勤務
工学博士（東京工業大学)
R
1980 年 理化学研究所研究員
鉄道技術研究所主任研究員
197
1年 東京工業大学助手
1983 年 米国モンタナ州立大学博士研究員兼職（1985 年まで）
沼津工業高等専門学校勤務
1975年 宇都宮大学助教授
1991 年 理化学研究所副主任研究員
沼津工業高等専門学校助教授
1978年 長岡技術科学大学助教授
1996 年 東京理科大学助教授
沼津工業高等専門学校教授
1988年 長岡技術科学大学教授
2000 年 東京理科大学教授
現在に至る
2
0
0
3年 逝去
2016 年 東京理科大学定年退職
2016 年2017 年2017 年

アクテイブ株式会社バイオ研究所副所長
株式会社 MT3 顧問
現在に至る
東京理科大学名誉教授

天然物化学

Natural Products Chemistry
パワーエレクトロニクスⒸ Fumio Sugawara, Tadao Asami, Tomohisa Kuzuyama,
Kouji Kuramochi, Kazuo Shin-ya, Shinji Nagata 2019

Ⓒ Sat
os
hiEma,Is
aoTakahas
hi2002

Powe
rEl
e
c
t
r
oni
cs

著

者

発 行 者

すが

菅

わら

江
高

間
橋

ふ

み

二 三 男

浅

見

忠

男

葛

山

智

久

あさ
くず

み

やま

敏もち
持
しん
勲や
新
家
なが ナ 社た
株式会社
コロ
永
田
代 表
真也
発者
行 者牛 来株式会社
壮 光 舎 印 刷 株代
式会
表社
者
くら

倉

ただ
とも

こう

お

ひさ
じ

幸

司

一

男

かず
しん

★

お

原

ロ
ナ

2019 年 1 月 21 日 初版第１刷発行
2
00
2年 １ 月 25日 初版第 １ 刷発行
編 著 者
2
0
1
1年 ９ 月 30日 初版第 10刷発行
検印省略
著
者
検印省略

社

江間

お
じ

コ

晋
治
コ ロ ナ 社
印 刷 所
牛 来 真 也印 刷 所
壮光舎印刷株式会社
112-0011 東京都文京区千石 4
4
6
1
0
製 本 所
株式会社
グ リ ー ン
発行所 株式会社 コ ロ ナ 社
112―0011 東京都文京区千石 4―46―10
CORONA PUBLISHING CO.
,LTD.
発 行 所 株式会社 コ ロ ナ 社
Tokyo Japan
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c（03）o.jp3941―3131（代）・電話
ホームページ-4-012
I
SBN 978339
00-2

http://www.coronasha.co.jp(
金)(
製本：グリーン)

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