hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の環境応答におけるcAMP信号伝達系分子機構の全解明

カスケード系を基盤に解明することを目的とした。1)Anabaena PCC7120においてフィトクロムの遺伝子と良く似た遺伝子を検索し、その遺伝子の破壊株を作成した。この破壊株に赤色光/近赤外光を照射して細胞内cAMPレベルの変化を観察し、光受容タンパク質を検索した。また、赤色光/遠赤色光の受容体が真にフィトクロムなのかをタンパク質の立体構造予測を基に検討した。2)全ゲノム解析が終了したラン藻Anabaenasp.PCC7120から大腸菌のCRPおよびA-キナーゼの塩基配列を基に検索し、cAMP結合タンパク質遺伝子を見いだした。この遺伝子を大腸菌に大量発現させることにより組み換え体タンパク質を得た。このタンパク質のcAMP結合能を確認するため、ゲルモビリティシフト法を行った。また、このタンパク質のDNAとの結合、および結合部位をDNAフットプリント方により検索した。さらに、CRPにより発現調節を受ける遺伝子をマイクロアレイにより検索した。3)ラン藻細胞からcAMPホスホジエステラーゼの精製を試みた。我々はすでに、ラン藻の粗抽出液でこの酵素の活性を測定している。そこで、何回かカラムクロマトグラフィーを繰り返すことにより、酵素を精製し、生化学的な解析を行った。また、遺伝子を単離し、その塩基配列からタンパク質の立体構造を予測した。本年度は当初の研究計画に従い、ラン藻Anabaena sp.PCC7120を実験材料として、乾燥、栄養条件等の環境条件を変えたときの細胞情報伝達系の遺伝子発現制御系について実験した。我々はこれまでにAnabaenaにおいて、トレハロースの代謝に関わる遺伝子の発現が細胞の乾燥耐性に重要であることが明らかにした。しかしながら、乾燥耐性の獲得には、乾燥ストレス時のダメージを再水和過程で修復する能力も極めて重要であると考えた。そこで再水和時の遺伝子発現について、DNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、再水和により多数の遺伝子の発現量が増加すること、特にcAMPにより活性化される転写因子ancrpBの発現が増加することを見いだした。また、ancrpB破壊株は野性株に比べ再水和時の酸素発生活性の回復が弱いことが明らかとなり、AnCrpBが乾燥からの回復過程において重要な役割を果たしていることが示唆された。さらに、AnCrpAのDNA結合配列についても検討し、大腸菌のCRPの結合配列とは異なる配列を持つことを明らかにした。ヘテロシストはラン藻における分化細胞であり、その機能は窒素固定に特化されている。そこでDNAマイクロアレイを用いて、Anabaenaにおけるヘテロシスト分化に関わる新規遺伝子の同定を試みた結果、窒素欠乏により転写産物量が増加する転写因子を7個同定した。
微粒炭分析のための基礎的研究

土壌中などに含まれる微粒炭を基にした研究を行う上で、まだ不十分な段階にある微粒炭についての基礎研究のため、山林火災跡地を詳しく観察し、またそこに残された微粒炭の顕微鏡観察を行った。その結果、草原的植生が燃えた場合に残る微粒炭群と、森林が燃えた場合に残る微粒炭群の違いをある程度明らかにすることができた。ただ、微粒炭を基にして燃えた森林等の植生を特定するには、慎重になされる必要があることも明らかになった。一方、本研究において、微粒炭を基にした考察を行ってゆく上で有効と思われる微粒炭データベースを構築した。土壌や泥炭に含まれる微粒炭の起源となった植物種や植生のタイプの特定に関する基礎研究を深めることが主な目的である本研究において,平成24年度には次のような研究を行った。1実際に草原や森林が燃えて生成された微粒炭を確認するために,草原では静岡県伊東市の大室山(5月20日),山口県美祢市の秋吉台(10月12日14日)において草原が燃えた跡地の微粒炭採取を行うとともに,それらの草原の植物を標本として採取した。また,秋吉台では,3地点の土壌断面から土壌を垂直方向に連続的に採取し,草原に火が入り始めた時期を検討するための土壌試料を採取した。また,森林については,10月中旬に火災のあった広島県三原市深町の山林火災跡地,また2月に火災のあったニュージーランド,オークランド北方約100kmのKaipara Harbour南方の山林火災跡地において,森林植生が燃えた跡地の地表の微粒炭や炭片の採取を行った。また,燃えた樹木等の一部を標本として採取した。2前年度調査を行った熊本県阿蘇地域の草原の微粒炭についての観察・考察結果についてIPC XIII / IOPC IX (8月28日・中央大学後楽園キャンパス)において,前年度調査を行った兵庫県南部の森林火災跡地についての観察・考察結果について日本植生史学会(11月24日・アオーレ長岡〔新潟県長岡市〕)において,10月中旬に火災が発生した広島県三原市深町の森林火災跡地の微粒炭についての観察・考察結果について日本生態学会(3月7日・静岡県コンベンションアーツセンター)において発表した。また,応用的研究として鳥取県伯耆町井後草里遺跡(Tr7)の微粒炭分析結果について,日本第四紀学会(8月20日・立正大学熊谷キャンパス)において発表した。3微粒炭についての考察の論文も含んだ著書(単著・『森と草原の歴史』古今書院,2012年4月)を刊行した。土壌や泥炭に含まれる微粒炭の起源となった植物種や植生のタイプの特定に関する基礎研究を深めることが主な目的である本研究において,平成25年度には次のような研究を行った。2一方,実際の森林火災でどのような微粒炭等炭化物ができるかについても調べた。平成25年度は国内で目立った林野火災がない年であったが,この年度に調べたのは平成25年3月にニュージーランドのオークランド中心部から北西約70Kmのところで採取した試料についてである。そこでは,同年2月にラジアータパイン(Pinus radiata)の高木林やマヌカ(Leptospermum scoparium)などの低木林,またそれに隣接した大型のイネ科草本などからなる草地の火災が発生している。それぞれの植生ごとに,どのような微粒炭等炭化物が生成されやすいかを調べた。3上記2の研究成果について,日本植生史学会(12月1日・高知大学)において,また広島県西部中国山地の森林や草原で採取した土壌の微粒炭分析結果について日本生態学会(3月15日・広島国際会議場)において発表した。また,関連する研究発表を,国立歴史民俗博物館科研集会(9月4日,広島ガーデンパレス),また国立歴史民俗博物館基幹研究集会(12月8日,東京ガーデンパレス)において発表した。また,「植生景観の復元」(歴史評論vol.768,27-32,2014)において本研究についても記した。草原的植生が燃えた場合に残る微粒炭群と、森林が燃えた場合に残る微粒炭群の違いを明らかにするために、実際に草原的植生が燃えた場合に残る微粒炭群と、森林が燃えた場合に残る微粒炭群を採集した。そのうち、草原的植生が燃えた場合に残る微粒炭群は、今も毎年草原への火入れが行われている九州の阿蘇地域において、平成24年3月11日平成24年3月12日にかけて行った。また、森林が燃えた場合に残る炭や微粒炭の採集は、平成23年の冬と春に大きな森林火災のあった兵庫県高砂市鷹ノ巣山周辺および兵庫県姫路市広畑区の山地において、平成24年3月7日平成24年3月8日にかけて行った。また、微粒炭のデータベース作成のための植物標本の採集を、上記調査地(九州・阿蘇地域と兵庫県南部)において、上記調査の際に併せて行った。一方、微粒炭および微粒炭分析に関する国内外の情報収集と、微粒炭分析に関わる自らの研究発表のため、国際第四紀学会(INQUA Congress:平成23年7月21日平成23年7月27日にスイス・ベルンで開催)、日本植生史学会(平成23年11月5日平成23年11月6日に弘前大学で開催)に参加した。また、本研究の一環として、『森と草原の歴史ー日本の植生景観はどのように移り変わってきたのか』(古今書院、2012.4)を執筆。

本研究の初期段階の報告として、今後の研究に資するため研究成果をまとめた。本研究において、平成26年度には次の研究を主に行った。1微粒炭等炭化物についての基礎的研究の一環として、平成26年4月から5月にかけて国内で発生した比較的大きな山林火災現場4箇所を訪ね、火災から間もない場所の状況を観察するとともに、地表の微粒炭等炭化物を採取し、その分析を行った。その結果、山林火災現場からわずかしか離れていないところでも微粒炭等炭化物は地表に目視できるほどに飛散しにくいこと、草原的植生が燃えたところでは森林火災に比べ地表に微粒炭等炭化物が多量に残ることが多いこと、森林火災の場合、生木は樹皮が焦げるだけで立った状態で残ること、森林火災でも樹木の材の微粒炭が残りにくいことなどが明らかになった。2微粒炭分析の応用研究として、山口県中西部に位置する秋吉台の土壌中の微粒炭からその草原の歴史などを考えた。試料とした土壌は、地面の上部から下方に垂直に5cm、あるいは土壌の色相などに応じて数cmごとに採取し、抽出した微粒炭は400倍の倍率で落射顕微鏡を用い意図的にならないよう順次100個観察し、その表面形態ごとに8つタイプと「その他」に分類して検討した。その結果、草原に火が入ることにより草原が維持された期間は過去約1000年と考えられる。一方、放射性炭素年代測定の結果のδ13Cの値からは、測定した約7000年前以降のすべての土層のかつての植生が草原的植生であった可能性が高いと考えられる。それは、野生動物の食圧による草原の維持など、火が入ることがあまりない形での草原的植生の継続があったのかもしれないが、一方、なんらかの理由により試料中の微粒炭が大幅に消滅した可能性も考えられる。これについては、微粒炭分析における新たな基礎研究のテーマとしたい。3上記の研究成果について、日本植生史学会など3つの学会で発表した。また、上記1の研究の一部については大学紀要に論文としてまとめた。微粒炭の母材植物確認を伴う微粒炭分析のためには微粒炭写真のデータベースが有効であり、平成27年度には、そのデータベース作成を試みた。微粒炭データベース作成のためには、まずしっかりとした微粒炭標本の作成が必要であるが、微粒炭標本の作成については、平成27年8月の日本第四紀学会で紹介した。ある植物の組織、あるいはできるだけ細分化された部位を一定の炭化条件で炭化することによりできる微粒炭は、大まかに23の主なパターンに分類できる場合が多い。また、数は多くはないものの特徴的な形態をしたものが見られることがある。そうした主なパターンの微粒炭写真を数枚ずつと特徴的なものを若干数、一定の炭化条件下のある植物の組織や部位のデータベース用写真とした。微粒炭データベースは、平成27年度中に不十分ながら完成したが、もう少し充実した段階で、平成28年度内にインターネット上で公開する予定である。一方、微粒炭等炭化物についての基礎的研究の一環として、半自然草原地表部に残る微粒炭等炭化物について調べた。2つの調査地はともに中国山地の多雪地で、冬には毎年1mを超える積雪があるところである。両調査地は、ともに火入れにより維持されている草原があり、そこにはススキを中心とした植生が広く見られるが、そうしたススキ草原の中にも、一部にはササやワラビなどを中心とした大小の草原の部分もある。そのように必ずしも一様ではない草原の地表部に、どのような微粒炭等炭化物が残されているかを調べた。計20数地点で採取した試料から抽出した微粒炭を落射顕微鏡を用いて400倍の倍率で観察し、意図的にならないよう順次100個写真撮影をした。
クシクラゲの櫛板における分子構築メカニズムの解明

クシクラゲの櫛板は虹色に輝く美しい運動器官である。透過型電子顕微鏡で櫛板の横断面を観察すると数万本の軸糸が規則正しく整列しており、隣接した軸糸同士はダブレット微小管から伸びるCompartmenting Lamellae(CL)と呼ばれる構造によって繋がっている。私はこれまでクシクラゲ類のカブトクラゲからCLの構成成分の1つとして新規タンパク質CTENO64を同定し、CTENO64が櫛板の近位領域のCLに局在していることも明らかにした。本業務ではCTENO64に対するモルフォリノアンチセンスオリゴ(MO)をカブトクラゲの受精卵に注入することによってCTENO64の機能を解明することを目的とした。給餌条件と光条件のコントロールによってカブトクラゲから人工的に放精放卵させ、MOを注入し、CTENO64の機能を阻害したモルファント幼生を得た。解析には200本程度の繊毛が束になり櫛板が完全に伸長した受精後30時間の幼生を用いた。蛍光抗体染色の結果からコントロールと比較してモルファントではCTENO64の発現が著しく減少していたが、櫛板の長さに有意な差はなかった。櫛板の横断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、モルファントにおいて約16%の軸糸でCLの欠損が観察された。高速度カメラによって櫛板の運動を撮影し、その波形を解析した。その結果、モルファントの櫛板の先端側(全長に対し根元から60-90%の領域)において曲率の最大値がコントロールよりも有意に増加していることが分かった。また、モルファントにおいては、その櫛板の繊毛打面が三次元的(平面打の崩壊)になっている個体が観察されたため、透過型電子顕微鏡像から櫛板繊毛軸糸の配向の解析を行った。その結果、コントロールでは櫛板内の軸糸が同じ向きに配向していた割合が80%以上であったのに対して、モルファントでは50%程度に減少していた。以上の結果からCTENO64はCLの形成に関与し、軸糸の配向の決定に重要な因子であることが分かった。これまでクシクラゲの虹色に輝く運動器官である櫛板を用いてCLの構成成分の一つであるCTENO64の機能を明らかにした。この結果はいくつかの学会等で発表を行っており、様々な意見をもらい、それを取り入れて、現在論文投稿中である。CLは櫛板の全長にわたって隣接した繊毛同士を繋いでいる。しかしCTENO64は櫛板の近位領域にのみ局在することから、他のCL構成成分も存在すると考えられる。架橋実験の結果からCTENO64が80 kDa前後のタンパク質と複合体を形成することが明らかとなったが、同定までは至らなかった。今後はLC-MS/MS解析による網羅的に櫛板の構成成分を同定や、免疫沈降法によってCTENO64を足掛かりに他のCL構成成分の同定を試みる。また櫛板の放つ虹色の構造色は、それを構成する繊毛軸糸が光の波長以下のレベルで規則的に配向し、周期的な超微細構造を形成することで生まれている。今回その軸糸同士を繋いでいるCLの構成成分の1つであるCTENO64の機能を阻害することで、この構造色の変化を観察できると期待していた。しかし、MOを用いたターゲット遺伝子の翻訳阻害による機能抑制ではが、CTENO64の機能を完全に阻害した状態のモルファント幼生を長期飼育維持することができなかった。今後は櫛板の規則性や近接性を再現できるような方向から構造色の発生原理などを解析できるような方法を用いて解析を行っていく。それに先駆けて今年度は大型放射光施設SPring8でX線を用いた櫛板の構造解析を行う予定である。これによってin vivoの状態での櫛板の内部の構造観察を行うことが可能となり、より詳細なCLや軸糸の構造を解析することが可能となる。

また、モルファントにおいては、その櫛板の繊毛打面が三次元的(平面打の崩壊)になっている個体が観察されたため、透過型電子顕微鏡像から櫛板繊毛軸糸の配向の解析を行った。その結果、コントロールでは櫛板内の軸糸が同じ向きに配向していた割合が80%以上であったのに対して、モルファントでは50%程度に減少していた。以上の結果からCTENO64はCLの形成に関与し、軸糸の配向の決定に重要な因子であることが分かった。これまでクシクラゲの虹色に輝く運動器官である櫛板を用いてCLの構成成分の一つであるCTENO64の機能を明らかにした。この結果はいくつかの学会等で発表を行っており、様々な意見をもらい、それを取り入れて、現在論文投稿中である。CLは櫛板の全長にわたって隣接した繊毛同士を繋いでいる。しかしCTENO64は櫛板の近位領域にのみ局在することから、他のCL構成成分も存在すると考えられる。架橋実験の結果からCTENO64が80 kDa前後のタンパク質と複合体を形成することが明らかとなったが、同定までは至らなかった。今後はLC-MS/MS解析による網羅的に櫛板の構成成分を同定や、免疫沈降法によってCTENO64を足掛かりに他のCL構成成分の同定を試みる。また櫛板の放つ虹色の構造色は、それを構成する繊毛軸糸が光の波長以下のレベルで規則的に配向し、周期的な超微細構造を形成することで生まれている。今回その軸糸同士を繋いでいるCLの構成成分の1つであるCTENO64の機能を阻害することで、この構造色の変化を観察できると期待していた。しかし、MOを用いたターゲット遺伝子の翻訳阻害による機能抑制ではが、CTENO64の機能を完全に阻害した状態のモルファント幼生を長期飼育維持することができなかった。今後は櫛板の規則性や近接性を再現できるような方向から構造色の発生原理などを解析できるような方法を用いて解析を行っていく。それに先駆けて今年度は大型放射光施設SPring8でX線を用いた櫛板の構造解析を行う予定である。これによってin vivoの状態での櫛板の内部の構造観察を行うことが可能となり、より詳細なCLや軸糸の構造を解析することが可能となる。
架橋構造糖を用いたウルトラ高選択的グリコシル化反応の開発

糖鎖合成などを目的に,グリコシル化反応を起こしやすいarmed糖供与体を用いた立体選択的なグリコシル化反応が求められている。しかし,armed糖供与体を用いた既知反応は,選択性においてまだ完全ではない。本研究では,極めて高い(ウルトラ高)立体選択性を示し,かつ反応性の高い(armed)糖供与体の設計を目的とした。選択性の発現,並びに,armed糖とする事を同時に満たす要因として,架橋構造による糖の環立体配座制御を用いる点が特色である。2008年度は,本反応のo-キシリレン基架橋を有する糖供与体を用いたβ選択的グリコシル化反応の最適化が完了した。2009年度は,1.本反応の反応機構を詳細に明らかにすることができた。すなわち,活性化段階とβ体への異性化段階で,異なる化学種が働いており,それぞれの段階の活性化学種の正体を明らかにした。2.β選択的ガラクトシル化反応への展開:ガラクトースの3, 6位水酸基を架橋しても,同様のβ選択性が発現することを実験で確認できた。3.架橋基の変化:これまでo-キシリレン基のみを架橋基として用いてきたが,2, 3-ナフタレンビス(メチレン)基や,(Z)-ブテニレン基を架橋とした糖供与体を合成し,その反応を確認した。糖鎖合成などを目的に,armed糖供与体を用いた立体選択的なグリコシル化反応が求められている。しかし,既知反応は,選択性においてまだ完全ではない。本研究では,極めて高い(ウルトラ高)立体選択性を示し,かつ反応性の高い(armed)糖供与体の設計を目的とする。2008年度は,以下の研究業績を得た。まず,o-キシリレン基架橋を有する糖供与体を用いたβ選択的グリコシル化反応の最適化と選択性発現の理由解明を行い,本反応を確立した。次いで,原料糖合成の合理化,位置選択的な脱保護が可能な架橋体の合成経路も確立した。上記の内容は,現在特許の申請中である。選択性発現の理由解明については,その立体配座が重要な要因であることと共に,反応中の触媒サイクルに二種類の化学種が関わっていることを明らかにした。また,反応溶媒,活性化剤,脱離基の種類を変化させて,幅広い基質に対応できるよう最適化できた。原料糖合成の合理化については,これまでピラノース環を一旦開く段階の長い経路で供給していた点を抜本的に改善し,これを市販のアセトブロモグルコースから容易に供給できるオルトエステル体を用いた合成ルートに変更できた。これに伴い,2,4位水酸基にベンジル基以外の保護基を導入した糖供与体を合成できるようになった。今後反応機構をベースにして多様な原料を設計できるため,ウルトラ高立体選択性発現を目的とした,より幅広い反応調査が可能となった。
In-situリアルタイム観察に基づくGe表面の初期酸化過程とその制御の研究

Ge上のGeO 2膜からGeOが脱離する現象は,界面と表面で同時進行する反応に起因し,膜中の拡散律速モデルで説明される。GeO脱離に伴いGeO 2膜中には酸素欠損による欠陥が形成され,サブギャップ領域の光吸収として検出される。GeO 2上のキャップ層導入や,熱処理中の酸素分圧制御によりGeO脱離に伴う欠陥形成を抑制し,電気特性の大幅な改善を実証した。またHigh-k膜の共存による界面制御性の向上の可能性も示した。Geデバイスの形成に必要な低温度域におけるGeO_2薄膜の熱力学的な安定性は, Ge基板とGeO_2膜の界面でGeOを形成する反応が支配することが分かっている。これに関して本研究で以下の知見を得た。(1)RFスパッタリング法を用いてGe基板上に堆積したGeO_2膜を窒素雰囲気中600°Cにてアニールするときの,膜厚の時間変化を分光エリプソメトリー法により正確に決定することで,膜厚減少速度が膜厚の逆数に比例しており, 600°CでのGeO脱離現象が膜中の物質移動過程によって律速されることを明確にした。膜中の拡散種はGeOまたはGeが考えられるが,現時点では区別できない。(2)GeO_2/Ge界面からのGeO脱離速度には基板面方位による違いがあり, (100)よりも(111)は脱離速度がやく半分となることが分かった。界面でGeOはほぼ熱平衡状態のはずであるが, GeOが生成・消滅する交換速度は(111)が遅いことが考えられる。界面での反応性が低い(111)面の方が界面の制御性に優れると考えられ,これはGeデバイスの面方位選択のための重要な知見である。(3)窒素雰囲気中で600°Cのアニールを行った後のGeO_2膜を用いてMISキャパシタを形成したところ, Ge基板上では激しく劣化したC-V特性が得られる。そこで, GeOの昇華を抑制するためのキャップ層をGeO_2膜の上部へ導入し, Ge基板からのGeO_2膜の脱離を抑制することで,優れた特性を得ることに成功した。Geデバイス形成温度はせいぜい600°C前後であるが,前年度までの研究から,この温度域でのGeO_2薄膜の熱力学的な安定性は, Ge基板とGeO_2膜の界面でGeOを形成し,これが脱離する反応が支配的であることが明らかとなってきた。本年度は,分光エリプソメトリーを用いてGeO_2の膜質劣化を検出する手法を確立し,さらにこの劣化の形成過程に関する知見を得た。(1)分光エリプソメトリーを用いてGe基板上のGeO_2の光学定数を測定したところ,熱処理による膜質劣化に対応して消衰係数(k)のスペクトルが変化していることが分かった。特に,バンドギャップよりも1eV程度小さい領域での光吸収(56eVのサブギャップ吸収)は欠陥準位密度と対応すると考えられるため, kのスペクトルによりGeO_2/Geスタックの劣化を高感度に検出することが可能となった。(2)膜厚の大きく異なるGeO_2膜の示すサブギャップ吸収の比較により,上記の方法で検出される欠陥は,膜中に形成されるバルク欠陥に対応するものであることが分かった。また,サブギャップ吸収の熱処理時間依存性,及び熱処理温度依存性の検討の結果,この欠陥の形成量はGeO_2/GeスタックからのGeOの脱離量と強い相関がみられることが分かった。従ってここで検出されたものはGeOの脱離に伴ってバルク中に生じる欠陥であると判断される。尚, Si基板上のGeO2膜は熱処理によるGeOの脱離が生じないことが分かっているのだが,この場合はサブギャップ吸収の変化は全く観察されないことも,上記の結論とよく整合している。本研究ではGeの表面酸化を,GeO_2形成とGeO脱離の2つの過程の同時進行する現象と捉え直し,GeO脱離が酸化膜の膜質へ与える影響を定量的に明確化すること,また,その制御指針を示すことを目的としてきた。前年度までに,分光エリプソメトリーで測定したGeO_2の複素屈折率の虚数成分により,バンドギャップよりもやや小さい56eVのエネルギー領域での光吸収(サブギャップ吸収)を評価すると,これがGeO_2膜質の定量的な指標となることを示した。そこで今年度は,酸素分圧の異なる雰囲気中で加熱されたGeO_2/Geスタックに同手法を適用し,熱処理中の酸素分圧,温度,処理時間の効果を系統的に調査した。まず,酸素分圧を変化させて熱処理を行ったところ,酸素分圧の上昇と共にサブギャップは減少し,あるしきい圧力以上を与えると完全に消滅することが明確となった。このことから,サブギャップ吸収はGeO_2中の酸素欠損に由来する欠陥生成を表わすことが分かった。

また,種々の温度において,サブギャップの抑制に必要となるしきい酸素分圧を評価したところ,温度の上昇と共にしきい酸素分圧も上昇した。これは,酸素欠損が高温ほど生じ易くなる熱力学的な関係とよく対応する。また,サブギャップの大きさの熱処理時間依存性を調べたところ,時間とともに急速に上昇したのちに飽和する様子が観察された。このことも酸素欠損に伴う欠陥の濃度は熱力学的な平衡状態で収束することを表わすと考えられる。また,この飽和の時定数の温度依存性は,GeO脱離速度のそれとよく一致しており,GeO脱離と共に欠陥形成が進んでいると考えればよいことが分かった。以上の実験結果から,GeO_2中に熱処理とともに形成される酸素欠損性の欠陥濃度を定式化することに成功し,本研究の当初の目的はほぼ達成された。
自動車内装材に含まれる難燃剤成分の車内挙動及び循環時リスクの評価

自動車内装材におけるリン系難燃剤の使用実態の検討において、主として縮合型のDEG-BDCIPPはウレタンの難燃化に使用されていた。また2003年以前に製造された車両の防振材においてリサイクル原料由来のリン系難燃剤の移行が確認された。自動車内装部材から車内ダストへの移行の検討においては、揮発と接触の2つの経路で難燃剤が移行することが確認された。難燃剤の移行は接触によるものが主体であり、その移行性は難燃剤の蒸気圧に依存することが明らかになった。ASRリサイクル工程において、縮合リン酸エステル類難燃剤が加水分解し、毒性と放出性の高いフェノール類化合物が精製することが明らかになった。I.自動車内装材におけるPFRsの使用実態に関して、自動車内装材及び車内ダストの採取を実施し、内装部材のXRF分析および各種難燃剤の定量分析を行った。この結果、有機臭素系難燃剤および有機リン系難燃剤の含有傾向が明らかとなり、リン系では特に含塩素有機リン系難燃剤が主体であることが確認された。加えて含塩素縮合リン酸エステル類難燃剤であるDEG-BDCIPPが複数の部材から%オーダーで含有されており、難燃化目的での使用が明らかとなった。II.自動車内におけるPFRsの車内ダストへの移行実態に間して、Iで採取したダスト中からいくつかの難燃剤の含有が確認された。特に含塩素リン酸トリエステル類においては内装部材中濃度とダスト中濃度に相関が見られ、内装部材からダストへの移行が確認された。一方でDEG-BDCIPPにおいては内装部材中の濃度が高かったにもかかわらず、ダスト中濃度に相関は見られず、移行は起こっていないと考えられ、ダストへの移行経路として揮発経路が疑われた。III.ASRリサイクル工程を想定したCPE難燃剤の分解と低分子量の高放出性、高毒性成分の挙動に関して、PBDPPおよびBPA-BDPPといったいくつかの縮合リン酸エステル類難燃剤の加水分解が確認され、有害性の高いフェノール類化合物の生成が確認された。平成27年度は計画していた各サブテーマに対して以下の成果を得た。I.自動車内装材におけるPFRsの使用実態の検討においては、前年度までに採取した試料のうち特に製造年の新しい車両を中心に、リサイクル原料が使用された内装部材中の難燃剤含有傾向を検討した。この結果、2003年以降に製造された車両においてはリサイクル原料に起因する難燃剤の混入が顕著に減少したことが確認された。II.自動車内におけるPFRsの車内ダストへの移行実態に関する検討においては、実内装部材に対して模擬ダストを接触させ、部材中に含まれる難燃剤成分のダストへの移行挙動を検討した。結果、ダストが部材に接触することで難燃剤の移行が助長され、分子量の低い難燃剤ほど移行が顕著に起こることが確認された。III.ASRリサイクル工程を想定したCPE難燃剤の分解と低分子量の高放出性、高毒性成分の挙動においては、ASRのリサイクル工程に関する文献調査を実施し、実際のリサイクル工程を想定した実験系の検討を行った。この結果、ASRのリサイクルにおいて最も主流なのはサーマルリサイクルであるが、一部で破砕物の直接圧縮成型によるマテリアルリサイクルがあることも確認された。前年度に試料採取を行った60台程度の車両のうち、試料採取数自体を増やしたために前年度は測定を行えなかった車両の部材についても測定を終えることができ、結果として当初の計画で予定していた以上のデータを得ることができた。このデータからサブテーマIにおいて近年に製造された車両においてマテリアルリサイクルによる内装部材への難燃剤の混入リスクが低減されてきていることが明らかとなった。またサブテーマIIにおいて予定していた内装部材からダストへの難燃剤の移行実験も順調に進捗しており、直接接触の寄与が大きいことや難燃剤の物性が移行に影響を及ぼすことも明らかになり、検討は順調に進んでいる。サブテーマIIIにおいては次年度の実施する検討に向けて実験系の確立を終えることができ、当初の予定通り進捗している。以上の点を踏まえると本年度の検討は予定通り進捗していると考えている。平成28年度は申請時に計画した各サブテーマに関して以下の成果を得た。I.H26-27年度の2ヵ年で、既に40台超の車両から120の内装部材を採取、測定しており本研究課題の遂行に十分と判断し新たな試料の分析は行っていない。II.自動車内装部材からダストへの難燃剤成分の移行は、接触によるものが主であることが確認された。また移行係数と移行する難燃剤成分の土壌吸着係数の間に正の相関が確認されたことから、化合物の有機物との親和性が移行性に影響すると考えられた。III.自動車内装部材のうちリサイクル原料を使用している防しん材を原料素材ごとに裁断し、個別に分析に供した。結果、ウレタン素材を中心に特定素材から高濃度のDEG-BDCIPPが検出され、リサイクル原料経由で防しん材に難燃剤外交していることが確認された。研究機関全体を通した検討から以下の成果が得られた。40台超の車両から120の内装部材を採取、測定した結果、主にシートウレタンからDEG-BCDIPPを中心とした難燃剤成分が検出された。車内環境における内装部材中の難燃剤のダストへの移行は、接触に伴う移行が主であり、化合物の分子量や有機物との親和性と移行係数の間に正の相関が確認された。

リサイクル原料から製造された防しん材のうち、廃ウレタンを原料とした製品を中心にリサイクル原料から製品への難燃剤成分の移行が確認された。このようなリサイクル製品の中には、一部のリサイクル原料のみから難燃剤成分が検出されたケースも見受けられ、原料の選別が不十分なケースが見られた。自動車内装材におけるリン系難燃剤の使用実態の検討において、主として縮合型のDEG-BDCIPPはウレタンの難燃化に使用されていた。また2003年以前に製造された車両の防振材においてリサイクル原料由来のリン系難燃剤の移行が確認された。自動車内装部材から車内ダストへの移行の検討においては、揮発と接触の2つの経路で難燃剤が移行することが確認された。難燃剤の移行は接触によるものが主体であり、その移行性は難燃剤の蒸気圧に依存することが明らかになった。ASRリサイクル工程において、縮合リン酸エステル類難燃剤が加水分解し、毒性と放出性の高いフェノール類化合物が精製することが明らかになった。本研究の30台以上の車両からの試料採取という当初目的に対して、それに倍する60台以上の車両からの採取を行うことができ、かつそのうちの32台分について予定検討対象物質の測定を実施した。このため次年度以降、予定よりも多く採取を行うことの出来た試料に含まれる製造年度の新しい車両を軸に検討を進めることで、最新の難燃剤の使用実態の解明を進めうることが期待できる。加えて当初予定していなかった臭素含有量のXRF分析に関しても、共同で実施している国立環境研のグループから機材貸与を受けることで実施することができ、臭素系とリン系の難燃剤の複合的な使用状況について検討するために必要なデータを得ることができた。来年度以降これらの結果を詳細に精査し、且つ当初は予定していなかった臭素系難燃剤の分析を行うことで臭素系とリン系の難燃剤の相互の使用傾向を明らかにすることが期待できる。上記2点の当初計画以上の進展を踏まえて上記の自己評価とした。研究機関の最終年度に当たる平成28年度は各サブテーマに対して以下のような検討を予定している。サブテーマIに当たる自動車内装材におけるPFRsの使用実態においては、平成27年度までの検討によって十分なデータが得られているが、未分析の試料から特にサブテーマ2の検討に適した試料を得るために必要に応じて試料の追加分析を実施する。サブテーマIIに当たるII.自動車内におけるPFRsの車内ダストへの移行実態の検討においては、これまでの検討からダストの部材への直接接触の影響が大きいことが明らかとなったので、ダストが直接接触物シート布地を中心に評価に適切な部材を選定し、移行実験を実施することで移行量やその支配因子を明らかにすることを目指す。また時間的に可能であれば当初計画では予定していなかった、実車両内における車内出すとの暴露量の評価も試みる。サブテーマIIIに当たるASRリサイクル工程を想定したCPE難燃剤の分解と低分子量の高放出性、高毒性成分の挙動の検討においては、ASRのリサイクル工程のひとつである破砕物の圧縮成型工程を再現した実験を行い、そのプロセスにおける難燃剤成分の挙動を検討する。環境工学I.自動車内装材におけるPFRsの使用実態に関して、H26年度の当初予定以上の試料の採取を完了したため、H27年度はこの試料の分析を順次進めることと、その結果を踏まえてさらなる追加試料採取の是非を検討する方向で検討を行う。
体性幹細胞を起点とした難治性線維化に関与する「上皮－間葉」転換の病理学的基盤研究

腎線維化において、傷害後の再生上皮が間葉系細胞、特に膠原線維を産生する筋線維芽細胞に転換(上皮-間葉転換:EMT)し、線維化の増悪に係ることが知られている。このEMTには上皮系と間葉系の双方に分化し得る体性幹細胞が関与すると考えている。しかし、EMT現象の全貌は解明されていない。ラットの肝、腎、膵、皮膚、腸、心筋に線維化病変を作出し、異常な修復機転であるEMTの病態を臓器横断的に比較解析し、さらに体性幹細胞を認識する新規抗体A3を用い胎子発生過程との関連でEMTが係る線維化の増悪メカニズムを追究する。この研究は「EMT幹細胞学説」の構築に繋がり、線維化の治療法探索に資する。
フォトン計測による食品の過酸化生成物と抗酸化物の迅速評価方法の開発

新規微弱発光計測の問題点として、詳細な発光挙動計測がなされた例がないこと、統一的な測定方法(計測条件・解析手法)が確立されていないこと、活性酸素種の評価に関する研究はほとんど行われていないことに注目した。そこで、新規微弱発光を用いた汎用的な発光計測システムの開発を目的とし、本研究では活性酸素種の評価手法に重点を置いた。具体的には標準試薬の発光特性に基づいた測定・解析手法の検討と、基準物質(米)の活性酸素種評価を行うことで新規微弱発光計測の妥当性の検討を行った。X発光の発光挙動は、混合されてからおよそ1030秒以内にピークとなり、その後上昇したが、その極小値は150秒以内であったことより、連続計測が不可欠であり、必要な計測時間は150秒であった。また、ピーク後の発光は窒素環境下では認められなかったが、ピークは雰囲気の影響によらず認められた。標準X試薬濃度とピークに相関関係が認められた。これらより、ピークを用いての活性酸素種を評価できる可能性が示された。さらに基準物質(米)を用いたところ、ピークは空気、窒素の両雰囲気下において認められたが、その後の発光については窒素環境下では認められなかった。これより基準物質(米)の場合も、発光開始からピーク後の極小値まで積算値が解析手法として適することが確認された。続いてこの解析手法を用いて米の脂肪酸度および投入量の関係を検討したところ、両者に相関関係が強く認められた。これより基準物質(米)中の活性酸素種の量を評価できる可能性が示された。また0.1gのという微量な投入量での評価も可能であった。以上より、新規微弱発光系における活性酸素種消去発光の解析手法を確立することができた。本解析手法を用いて基準物質(米)の活性酸素種の評価を行うことができたことより、新規微弱発光計測を利用した活性酸素種の評価に妥当性が見いだされた。開発した微弱発光計測システムは、密閉状態で外部からの試薬注入、攪拌制御が可能な構成とした。試薬注入精度は誤差1%未満であり、満足のいく結果であった。但し、試薬の揮発性、粘性、密度などの特性上、試薬注入口からの滴下と目詰まりの事例も確認され、定期的な洗浄運転の必要性も明らかになった。恒温庫内で温湿度制御環境下(±0.2)の基、ダークノイズを計測したところ、発光量は206cps±18となり変動幅は8%であった。また、湿度変化とダークのイズは比例関係があり、揮発性の試薬を用いるため計測時間が長くなるにつれ発光量も増加する傾向となった。試薬保持容器からの遅延発光については、120秒程度で収束することが分かり、計測開始の目安とした。また、発光収束値(約300cps)をサンプルの計測に関わる基準値(安定値)と決定した。3試薬を混合した場合を"基準発光"とし、試薬量、添加濃度、添加順序が発光量と発光曲線に及ぼす影響について検討した。発光曲線は、3試薬混合直後から急激に増加し、1030秒後には最大値になった。その後、暫時減少して最小値を示し、再度緩やかに増加する傾向であることが分かった。試薬の添加量と最大発光量との間には比例関係が確認された。光電子増倍管の検出精度の観点、試薬の速やかな混合の観点から、試薬量はそれぞれ2mlとすることが適切と判断した。

さらに、3試薬ともに基準濃度と最大発光量の間には正の相関が認められ、本方法の妥当性が認められた。試薬添加順序はX試薬を最後に添加する方法が、変動係数が最も小さく安定する傾向が認められ、Z→Y→Xの順に添加することとした。このように、本年度は精度の高い計測システムの開発と基本的な計測手順の確立が成し遂げられた。前年度までに得られた最適計測条件下で、過酸化物・抗酸化物と発光量との相関および定量性の評価を行った。モデル食品には、食品の需要の高さと応用性の見地から過酸化生成物には「コメ」を、抗酸化物質には「ポリフェノール含有飲料」を選択した。コメを粉砕した試料での発光曲線は、基準発光(3種類の標準試薬での発光)と同様の曲線を描き、数十秒で急激に増大し、最大値を迎えた後急激に減少しその後200秒程度から再度緩やかに増加する形態をとった。コメの品質には糠層の劣化が関与おり、既存の手法では脂肪酸度を指標としている。そこでも精米歩合を10段階に設定し糠槽の割合を変化させた試料を用いて、脂肪酸度とX発光との相関を調べた。その結果、両者には強い相関が認められた。また、発光曲線の代表値としては、最大発光量より発光開始から極小値までの積算値が適性が若干高かった。いずれにしても、僅か150秒余りで1サンプルの計測が終了でき、迅速性に優れた計測法と言えた。抗酸化性について、茶飲料とワインを試料に用いた。ポリフェノールの標準物質にはエピガロカテキンガレードを主成分とする食品添加物を用いた。標準物質の発光曲線は標準的であり、ポリフェノール濃度と相関が高かった。この回帰式を基に、市販茶飲料を試料にして計測したところ、推測値と実測値は非常に近く、高い適合性が認められた。さらに、ワインへの回帰式の応用を試みたところ、最大発光量では、ずれが大きいが、積算した発光量では推測が可能であることがわかった。これより未知試料への適応には、発光曲線の形状を最初につかみ、最大値が収束するまでの積算時間をパラメーターとすることが望ましいと考えられた。
線溶因子の細胞内代謝、及び生物活性に果たす糖鎖の役割の分子生物学的解析

N-methyl-1-deoxynojirimycinが肝細胞における線溶系のインヒビタalpha2-plasmin inhibitor(alpha2-Pl)の産生放出を阻害するが、homologyの高い凝固系のインヒビタantithrombin IIIの産生放出を阻害しないことを報告した。(BBA in press)その機序解明のため、未報告のalpha2-P1糖鎖構造を解析することを試みた。まず、精製alpha2-Plをヒドラジン分解により糖鎖を遊離し、非還元末端を^3HNaBH_3により標識し、シアリダーゼ処理後、BiogelP-4カラムにより分画した。グリコースオリゴマーの溶出位置より算定したglucose unit (GU)に対する相対値として示すと、alpha2-Plは16.5,13.5,3.5GUの位置に溶出された。13.5GUに溶出された糖鎖をエンドグリコシダーゼによる遂次分解、P-4カラムによる分画などで解析したところ、典型的2本鎖複合型構造であった。16.5GU分画がRAMM法により分析すると、GlcNAcにFucがalpha1-3結合し、非還元末端側のGalbeta-4GlcNAc構造(ルイスX構造)を含んだ3本鎖複合型構造を持つことが明らかとなった。3.5GUにピークが存在したことから、シアル酸除去alpha2-Plを電気泳動後、PNAレクチンとの反応性を調べた。認識することが明らかとなり、alpha2-PlはO結合型糖鎖を持つことが判明した。シアル酸の結合様式は、1-3個結合したN結合型と1個結合したO結合型糖鎖の存在していることがHPLC分析により明らかとなった。alpha2-3結合したシアル酸のみを切断するニューキャッスル病ウイルスのシアリダーゼを用いて解析したところ、O結合型糖鎖と3個シアル酸のついたN結合型糖鎖のシアル酸のみが切断された。三本鎖糖鎖がルイスX構造を持つことより、alpha2-Plはその構造上にシアリルイスX構造を持つ糖鎖を有することが示唆された。このことはセレクチンとalpha2-Plが結合する可能性を示唆している。
再生微粉分-建設発生土-固化材系コンクリートの強度、密度に関する研究

コンクリート廃材から再生粗骨材および5mm以下の再生細骨材を製造する際に発生する0.15mm以下の再生微粒分を建設現場から発生する建設発生土の活用方法と合わせて有効利用するほうほうを検討することを目的として、再生微粒分-建設発生土-セメント系コンクリート(ソイルセメントコンクリート)の調合・強度について実験研究した。研究内容は(1)使用材料の物理・化学的性質の把握。(2)ソイルセメントコンクリートの調合設計に必要な土と再生微粒分との混合土の見掛けの表乾状態の判定試験方法と混合土の吸水率試験方法。(3)セメントおよびセメントの代替に石膏、高炉水砕スラグ、消石灰を使ったものを固化材として使用した場合の再生微粒分入りソイルセメントコンクリートの強度発現。(4)ソイルセメントコンクリートに減水剤を使用する場合の土と減水剤の相性をゼータ電位により判定する方法の試験。(5)減水剤を使用した場合の再生微粒分入りソイルセメントコンクリートの調合試験およびフロー、強度、減水率の試験であり、総じて再生微粒分を使用したソイルセメントコンクリートの調合設計の可能性について示した。その結果再生微粒分はソイルセメントコンクリートとして有効に使用でき、例えば流動化処理などに適用することの可能性があることが分かった。なお、現在、上記の結果および平成7年度の結果を含めて報告書を作成中である。計画の「1.土の物理・化学的性状試験」について、有機質土を除き、それぞれ性質の違う砂質土、粘性土、火山灰質粘性土、高有機質土に対して物理・化学的性質の基本性状を試験した。特に土および再生微粒分の吸水率については研究代表者等が提案している見掛けの表乾状態を乾燥加速度法により試験した。計画の「2.再生微粒分-建設発生土-固化材系のソイルセメントコンクリートの強度、密度を試験する」の、『a)性状の異なる土と再生微粒分を使い、セメントに対する各種混和材の代替割合と強度との関係について試験する』については、高炉水砕スラグフライアッシュ石膏生石灰等の混和材のソイルセメントコンクリート強度に及ぼす影響、セメントと混和材の混合割合とソイルセメントコンクリート強度との関係について試験した。(1)5mm以下の再生細骨材を土に混入した場合と再生微粒分を混入した場合とでは強度発現が異なり、再生微粒分を混入した場合は強度発現が小さい。(2)混和材の組み合わせでソイルセメントコンクリートの強度発現が異なる。などの新しい知見が得られた。計画の「3.減水剤を使用した場合のソイルセメントコンクリートのフロー値、減水率、強度および密度に関して試験する」についての、『a)減水剤と土との相性をゼータ電位により判定する』については、減水効果があると思われる2種類の減水剤を使い、添加量をセメント質量の13%と変えてゼータ電位を測定し(有機質土、高有機質土は未測定)、土と相性良い減水剤および添加量を特定した。『b)再生微粒分-建築発生土-セメント系コンクリートのフロー値、減水率、強度および密度に及ぼす減水剤の影響(効果)を試験する』については現在試験中。有機質土の採取に手間取っているが、それ以外の項目については順調に計画を実施している。ただし、実験中のものがあるため、最終的な結論は平成8年度になるものがある。平成7年度から継続中の計画3.のb)「再生微粒分-建設発生土-セメント系コンクリートのフロー値、減水率、強度および密度に及ぼす減水剤の影響(効果)」については、ソイルセメントコンクリートのゼータ電位を測定した結果より、相性の良いと思われる3種類の土を使い、再生微粒分は土の乾燥質量の020%混入、減水剤は単位セメント量の13%添加したソイルセメントコンクリートについて試験した。その結果、(1)土の種類、再生微粒分の量、減水剤の添加量によって減水効果のある場合とない場合がある。

(2)ソイルセメントコンクリートのフレッシュ時の流動性と硬化後の強度発現を確保できる土があるなどを明らかにした。平成8年度計画の1.「再生微粒分および建設残土を用いたソイルセメントコンクリートの有効利用方法を提案する」については、土と再生微粒分の混合土の有効水量を考慮したソイルセメントコンクリートの調合方法により、フレッシュ時の流動性の確保および硬化後における強度は原土を使ったソイルセメントコンクリートの強度より若干大きめに発現させることが出来るなどの結果が得られたことにより、ソイルセメントコンクリートの流動化処理工法への有効利用が可能であることを示した。平成8年度計画の2.「総合的なまとめ」については、土に再生微粒分を混入することにより再生微粒分および建設残土を流動化処理工法などに使える可能性を見いだすと共に、次の項目にまとめることが出来た。(1)土に再生微粒分を混入した混合土のソイルセメントコンクリートの場合でもコンクリート工学と同様に扱うことが可能であり、混合土の有効水量を考慮することにより、C/W、フロー値一定とする調合設計が可能である。(2)この調合設計によりソイルセメントコンクリートのフレッシュ時の流動性と硬化後の強度発現を確保できる。(3)減水剤の種類と土との相性はゼータ電位を測定することによりソイルセメントコンクリートの強度発現に及ぼす減水剤の効果が判断できる。なお、現在、上記の結果および平成7年度の結果を含めて報告書を作成中である。
新しい強力鎮痛成分インカビラテインの不斉全合成

世界保健機構がWHO方式癌疼痛治療方針を発表して以来、モルヒネの消費は増大しており、先進国ではモルヒネ消費の主目的は癌治療と言われている。しかしながら、モルヒネには連用による耐性や依存を生じる深刻な欠点があり、モルヒネに代わる強力な非麻薬性鎮痛薬の開発が世界的に求められている。インカビラテインは最近角高Incarvillea sinensis(ノウゼンカツラ科)より発見された新奇モノテルペンアルカロイドである。本アルカロイドはモルヒネに匹敵する強力な鎮痛作用を示すことが見出され、その作用はオピオイド受容体よりもアデノシン受容体の関与が大きいことが示唆されていることから、非麻薬性鎮痛薬のリード化合物として期待される。本研究は、このような特異な化学構造と顕著な薬理活性を有するインカビラテインの全合成を完成させ、さらに、アデノシン受容体アゴニスト性の解明及びアナログ合成・活性評価へと展開し非オピオイド性鎮痛薬創製を目的とする。角嵩抽出物中にインカビラテインと共にインカビンCが共存することから、インカビラテインの生合成前駆体はインカビンCであると推定される。そこで初めにインカビンCの合成を行った。L-酒石酸より導いたシクロペンテノン誘導体、アルケニルスズ化合物、ヨウ化メチルの3成分連結法によりトリ置換シクロペンテノンを合成し、次いで分子内還元的Heck反応を経て(-)-インカビンCの合成を行った。次に、同様の経路により6-エピインカビリンを合成し、フェルラ酸の[2+2]光二量化反応によって得られたα-トルキシル酸と光延反応により結合することにより、目的とした(-)-インカビラティンの最初の全合成に成功した。世界保健機構がWHO方式癌疼痛治療方針を発表して以来、癌治療におけるモルヒネの消費は世界的に増大しているが、モルヒネには連用による耐性や依存を生じる深刻な欠点があり、モルヒネに代わる強力な非麻薬性鎮痛薬の開発が世界的に求められている。インカビラテインは最近ノウゼンカツラ科植物角嵩Incarvillea sinensisより発見された新奇モノテルペンアルカロイドである。本研究は、このような特異な化学構造と顕著な薬理活性を有するインカビラテインの不斉全合成を目的とし、さらに、アデノシン受容体アゴニスト性の解明及びアナログ合成・活性評価へと展開し非オピオイド性鎮痛薬創製を目指す。角嵩抽出物中にインカビラテインと共にその生合成前駆体と考えられるインカビンCが共存し、インカビンCの[2+2]環化二量化体はインカビラテインに相当することから、平成14年度においてはインカビンCのラセミ合成経路を確立することを計画した。初めに2-メチルフランより導いた4-シロキシ-2-ペンテノンに有機亜鉛化合物を用いる3成分連結法を適用し、単一操作により2,2,4-シクロペンテノンを合成し、次いで、オゾン酸化、ヒドリド還元を経て生成するアルコール体をN-Boc-トシルアミドに導き、β脱離によりヨードアリル体とした。これをギ酸の存在下還元的Heck反応による分子内閉環を行ってオクタヒドロシクロペンタピリジンとし、脱保護の後二級アルコールと不飽和カルボン酸との光延反応によりラセミインカビンCの合成を達成した。

しかしながら、モルヒネには連用による耐性や依存を生じる深刻な欠点があり、モルヒネに代わる強力な非麻薬性鎮痛薬の開発が世的に求められている。インカビラテインは最近角蒿Incarvillea sinensis(ノウゼンカツラ科)より発見された新奇モノテルペンアルカロイドである。本アルカロイドはモルヒネに匹敵する強力な鎮痛作用を示すことが見出され、その作用はオピオイド受容体よりもアデノシン受容体の関与が大きいことが示唆されていることから、非麻薬性鎮痛薬のリード化合物として期待される。本研究は、このような特異な化学構造と顕著な薬理活性を有するインカビラテインの全合成を完成させ、さらに、アデノシン受容体アゴニスト性の解明及びアナログ合成・活性評価へと展開し非オピオイド性鎮痛薬創製を目的とする。角蒿抽出物中にインカビラテインと共にインカビンCが共存することから、インカビラテインの生合成前駆体はインカビンCであると推定される。そこで初めにインカビンCの合成を行った。L-酒石酸より導いたシクロペンテノン誘導体、アルケニルスズ化合物、ヨウ化メチルの3成分連結法によりトリ置換シクロペンテノンを合成し、次いで分子内還元的Heck反応を経て(-)-インカビンCの合成を行った。次に、同様の経路により6エピインカビリンを合成し、フェルラ酸の[2+2]光二量化反応によって得られたα-トルキシル酸と光延反応により結合することにより、目的とした(-)-インカビラテインの最初の全合成に成功した。