hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域資源活用を通した住民自立型防災まちづくりの手法開発

本研究は、日常的なまちづくりに防災対策を統合した防災まちづくりにおいて、活動資金を地域資源の活用から確保することで住民が行政に依存せず、主導的に防災まちづくりを進めることができる「地域資源活用を通した住民自立型防災まちづくりの手法開発」を目的としている。本研究では、伝統的な地縁組織やコミュニティ活動が現在も維持されている地方都市型の地区と、伝統的な地域コミュニティ活動がほとんど失われており、ほぼ地域コミュニティ活動がない現代都市型の地区において調査を進めることで、既存コミュニティ活動を維持する場合と新しいコミュニティ活動を創造する場合とを比較しながら研究を進めている。調査都市としては、地方都市型として日本では和歌山県田辺市新庄地区、ベトナムではフエを、そして現代都市型として日本では兵庫県西宮市、ベトナムではダナンを対象に研究を行っている。今年度は、地域資源を活用して住民が自立して防災まちづくりを行っている事例として、財産区の森林や土地の運用により防災まちづくりを進める和歌山県田辺市新庄愛郷会と、自然環境や農園を活用したESDプログラムを運用して、住民自立型防災まちづくりを進める兵庫県西宮市とNPO法人こども環境活動支援協会の取り組みの調査を通して、地域資源を活用した住民自立型防災まちづくりの方法を検討した。その研究結果から、ベトナムのフエとダナンでの適用方法の検討を行った。フエでは、地域コミュニティによってエコツーリズムを実施ししているホンハ地域では、エコツーリズムの収益の一部を地域づくりの費用にする仕組みを構築している。ダナンでは、ソンチャ半島において、NGOが中心となってエコツーリズムを実施し、その収益の一部を地域の資源管理の費用にする仕組みを構築している。平成29年度の研究結果を基に、平成30年度にはベトナムにおける実証実験を実施する予定であったが、ベトナムの調査地において台風や洪水による被害が大きかったため、実証実験のためのパイロット事業の実施がやや遅れ、平成31年度(令和元年)に引き続き継続中であるため。平成30年度中に実施完了予定であったパイロット事業を完了させ、平成31年度(令和元年)に実施予定の研究内容を実施する。1)関連基礎情報の収集と分析:日本とベトナムにおける統計資料(気象データ、災害統計、国勢センサス)や自治体の活動報告書や先行研究(防災、Education for Sustainable Development (ESD)、住民参加/自立型まちづくり)など文献資料の分析、行政への聞き取り調査等により、防災対策、住民自立型まちづくりの取り組みの整理を行い、住民自立型防災まちづくりの理論的枠組みを構築した。2)地域社会における防災メカニズムの解明と防災まちづくり手法の構築:調査対象地区の地域住民への聞き取りを行い、和歌山県田辺市新庄地区、兵庫県西宮市で進めている防災まちづくりの取り組みを、各地の行政、新庄愛郷会、新庄中学校(新庄地震学を実施)、NPO法人こども環境活動支援協会(LEAF)、その他関係組織へ聞き取りを行った。また調査対象地区の地域住民への聞き取り結果を基に、過去の災害の発生状況、被災状況、災害対処行動、災害時と復旧過程での相互扶助行動などから対象地域の防災メカニズムを解明し、実施されている防災まちづくりの効果の評価を試みた。3)地域資源を活用した住民自立型防災まちづくりガイドライン素案の作成:新庄、西宮で構築されている、地域資源を活用した住民自立型まちづくりの資金確保を整理した。2)で明らかにになった防災まちづくりの手法とそれを可能にした資金調達システムを整理し、他地域で実施するための、住民自立型防災まちづくりガイドラインの素案を作成した。平成29年度の実施計画であった、住民自立型防災まちづくりの先行事例である西宮市と田辺市の事例を調査し、それをもとに住民自立型防災まちづくりガイドラインの素案を作成し、平成30年度に実施予定のベトナムのプロジェクト対象地に適応する準備も整っているため。

作成した住民自立型防災まちづくりガイドライン案を用いて、ベトナムの対象地であるフエ省とダナン市の地域コミュニティで実証実験を行う。パイロット事業は半年間実施する。事業は、現地行政と大学、NPO等を連携して実施する。平成30年度中に実施完了予定であったパイロット事業を完了させ、平成31年度(令和元年)に実施予定の研究内容を実施する。当該年度使用する予定であった消耗品を次年度購入することになったため当初予定していたベトナムにおけるパイロット事業が、自然災害が発生したために、実施が遅れたことにより、予定していた研究費の執行ができなかった。パイロット事業は、平成31年度(令和元年)において、継続して実施するため、予定していた研究費は執行する予定である。
多色発光ベクターによるヒト歯根膜活性化薬物のハイスループット選別法の開発

歯周病で失われた歯周組織の回復には、欠損の程度に応じて組織再生誘導(GTR)法や補填材移植等が行われているが、これらの手法ではセメント質、歯根膜および歯槽骨を含む完全な歯周組織の再生には至らず、また、セメント質形成におけるセメント芽細胞分化機構の詳細については不明な点が多い。本研究では、正常および不死化ヒト歯根膜由来細胞から幹細胞マーカーを発現する細胞群を分取後、その石灰化能またはセメント芽細胞分化能を確認した。さらに、セメント芽細胞分化関連遺伝子の転写活性を多色発光で計測できるレポーターベクターをこれらの細胞へ導入し、セメント芽細胞分化誘導作用を持つ化合物のスクリーニングシステムを作製した。歯根膜の間葉系細胞集団には、骨芽細胞あるいはセメント芽細胞への分化能を持つ前駆細胞の存在が知られている。本研究では、セメント芽細胞への特異的分化機構の詳細を明らかにするとともに、セメント芽細胞分化促進作用を持つ化合物のハイスループット・スクリーニング法の開発を目的としている。本年度は、正常および不死化ヒト培養歯根膜細胞について多能性幹細胞マーカーSSEA-3(stage-specific embryonic antigen-3)を発現するごく少数の細胞をFACSで分取し、維持培養用培地中で培養後、その培養系での石灰化能を化学染色法とEPMA(電子線マイクロアナリシス法)で確認した。CAP遺伝子とCEMP1遺伝子の各プロモーター領域をそれぞれ、レポーターベクターとしてpSLR(stable luciferase red)test vector(赤色発光、最大波長630nm)とpSLO(orange)test vector(橙色発光、最大波長580nm)に挿入し、これらを同時に不死化ヒト培養歯根膜細胞へ導入し、組換えヒトBMP-7添加後の各レポーター活性変動を色分離機構搭載マルチウェルプレート対応ルミノメータによる発光測定で確認した。その結果、各ベクターのレポーター活性はBMP-7刺激で上昇し、一方、各プロモーター領域の部分欠損レポーターベクターを導入した場合にはBMP-7依存の活性上昇が抑制された。歯根膜には、セメント芽細胞への分化能を有する幹細胞あるいは前駆細胞が存在することが知られているが、その性質や分化機構の詳細は不明である。本研究では、歯根膜細胞についてセメント芽細胞分化誘導作用を示す新規化合物の探索を目的として、培養ヒト歯根膜細胞と多色レポーターベクターを併用したハイスループット・スクリーニング法の開発を目指している。今年度は、セメント芽細胞特異的マーカーであるCAP(cementum attachment protein)遺伝子とCEMP1(cementum protein 1)遺伝子の各プロモーター領域中に見出したBMP応答性エレメントを含む配列をそれぞれ挿入した多色発光ルシフェラーゼベクターを、セメント芽細胞分化能ならびに石灰化能を有するヒト歯根膜由来不死化細胞へ導入し、化合物ライブラリーのスクリーニングを実施した。現在、この内1種の化合物に関して、ヒト歯根膜由来不死化細胞におけるCAP遺伝子とCEMP1遺伝子のプロモーター活性上昇と遺伝子発現上昇を惹起することを確認できた。また、昨年度中に行ったDNAマイクロアレイ解析の結果に基づき、サイトカインを用いたセメント芽細胞分化誘導実験においてRNA干渉法と定量RT-PCR法を行い、シグナル伝達経路に関わる遺伝子発現の関連性の解明を試みた結果、既に知られているBMPシグナル伝達経路上のいくつかの分子がセメント芽細胞特異的マーカーの発現調節に関与していることを示唆する知見を得ることができた。歯根膜の間葉系細胞集団には、セメント芽細胞への分化能を有する前駆細胞の存在することが知られているが、その細胞特性や分化機構の詳細に関しては不明な点が多く、本研究ではセメント芽細胞への特異的分化機構を明らかにするとともに、ヒト歯根膜由来細胞についてセメント芽細胞分化誘導作用を示すリード化合物の探索を目指した。今年度は、多色発光レポーターアッセイを用いた細胞分化誘導能のスクリーニングによって昨年度までに選出した候補化合物における、セメント芽細胞分化誘導作用の詳細について解析を進めた。幹細胞マーカーを発現する細胞集団をヒト歯根膜由来不死化細胞から分取後、維持培養し上記の化合物を作用させた結果、セメント芽細胞特異的マーカーであるCAP(cementum attachment protein)遺伝子とCEMP1(cementum protein 1)遺伝子の発現レベルが上昇した。また、この核酸抽出試料についてクラウド型ナレッジベースを用いたDNAマイクロアレイ解析を行い、組織発生・組織形成関連遺伝子群および細胞間情報伝達・相互作用関連遺伝子群の他、アルカリフォスファターゼ活性上昇に関連する遺伝子群の発現上昇が認められた。さらに、タンパク質抽出試料についてプロテオーム解析を行った結果、細胞骨格、細胞外マトリックスおよび細胞外マトリックス代謝関連タンパク質の数種がリン酸化を受けることが示唆された。

今年度予定の研究計画に沿って、購入したライブラリーのうち約400種の化合物をスクリーニングし、このうち1種の化合物に関して、セメント芽細胞特異的マーカーのCAP遺伝子とCEMP1遺伝子の各プロモーター活性をヒト歯根膜由来不死化細胞において検出することができた。さらに、この化合物の作用下でCAP遺伝子とCEMP1遺伝子の発現が上昇することを定量RT-PCR法で確認した。セメント芽細胞分化誘導実験の細胞試料におけるクロマチン免疫沈降(ChIP)とクロマチン免疫沈降シーケンシング(ChIP-seq)については未実施である。歯科薬理学今回のスクリーニングによってあげられた候補化合物に関して、歯根膜細胞培養系とマウス生体内でそれぞれ石灰化誘導能を調べる。さらに、遺伝子発現解析によって、この細胞分化に関わる分子間のクロストークの詳細を解明する。動物実験では口腔内でのインプラント実験を検討しており、セメント芽細胞分化誘導能を示し、かつ細胞毒性の無い新規医用素材開発に繋がる知見を得られるよう、計画している。また、化合物ライブラリーのスクリーニングについても、異なる候補化合物の探索を目指し継続して実施する予定である。研究計画はほぼ予定に沿った内容通り大きな問題や変更などの無い状態で遂行できている。ヒト培養歯根膜細胞についてBMP-7刺激を行った際のRNA試料は確保しており、その一部は予定通りマイクロアレイ解析と定量RT-PCRに供した。追加の遺伝子発現解析実験に必要な試料・試薬も随時入手可能な状況である。また、本年度の学会発表には未掲載であるが、幹細胞マーカー発現細胞の多分化能確認についても計画通り遂行した。実験動物への細胞移植によるセメント質様組織形成能の検証に関しては未実施である。多色発光ベクターによるレポーター活性の確認については当初の予定よりも早く実施できている。本年度に構築した発光検出系によるセメント芽細胞分化促進因子選別法を用いて、現在、利用可能な化合物ライブラリーのスクリーニングを進めている。また、化合物スクリーニングの結果から細胞分化促進作用を示す候補化合物が得られた場合、遺伝子発現解析のほか、BMP-7刺激あるいは候補化合物添加によるセメント芽細胞分化誘導を行った細胞の実験動物への移植実験を実施し、そのセメント質様組織形成をin vivoにおける形態形成と比較して確認する予定である。
食道腺がんのアディポサイトカイン応答におけるmiR-221/222の機能の解明

欧米で急増している食道腺がんは、胆汁酸の食道内への逆流が主要因である。また中心性肥満は食道腺がんの主要なリスク因子である。一般に中心性肥満の進行に伴い血中アディポネクチンが低下する。一方、我々は胆汁酸刺激が核内胆汁酸受容体FXRの活性化およびmiR-221/222の亢進を介して発がん促進に寄与することを報告していたが、今回さらにmiR-221/222がCOX-2発現を増加させることを見出した。更にアディポネクチンはこのCOX-2上昇を是正する作用があるがわかった。この結果は、中心性肥満を有する食道腺がんハイリスク症例にはアディポネクチン受容体作動薬による化学予防が有効である可能性を示唆した。胆汁酸曝露および中心性肥満は食道腺がんの発生における主要因のひとつである。我々は食道腺がんのヒト切除標本において、腫瘍促進性のmicroRNAであるmiR-221/222がバレット食道部に比して食道腺がん部で有意に上昇することを報告した(Gastroenterology 145:1300, 2013)。一方、アディポネクチンは中心性肥満の悪化に伴って血中濃度が低下し、また抗腫瘍効果を有するアディポサイトカインとして期待されている。そこでアディポネクチン刺激がmiR-221/222高発現性食道腺がん細胞に与える影響を検討した。食道上皮細胞においてmiR-221/222の強発現および発現抑制操作を加え、p27Kip1の蛋白量がmiR-221/222に依存していることを確認した。さらにp27Kip1の変化が、バレット食道の形成過程で重要な転写因子であるCDX2の蛋白量にも影響することを発見した。一方、細胞株に胆汁酸を曝露するとmiR-221/222の発現量が増加した。このことにより、胆汁酸の食道上皮への曝露が、miR-221/222の発現上昇を経てp27Kip1およびCDX2の蛋白量を減少させることで、腫瘍促進的な役割を担っていることを明らかにした。またmiR-221/222強制発現細胞および胆汁酸受容体アゴニスト曝露によってAdipoR1の発現量が減少した。一方、アディポネクチン刺激下での細胞増殖能は、miR-221/222強制発現においても抑制されることから、アディポネクチンはAdipoR2を介した腫瘍細胞増殖抑制作用を有しているものと考えられた。食道腺がんは胃食道逆流症の重篤な合併症のひとつであり、特に胆汁酸の食道内への逆流が重要であることが知られている。また内臓脂肪型肥満(中心性肥満)は食道腺がんの主要なリスク因子として挙げられている。実際我々は、本邦における健常人2608名を対象として、胃食道逆流症と内臓脂肪面積の関連性についての調査を実施し、内臓脂肪面積が50平方cm上昇するごとに逆流性食道炎のリスクが男性では1.21倍、女性では2.31倍上昇することを報告した(PLoS One, 2015)。しかし肥満が食道腺がんを誘引する分子的機序は十分に明らかでない。一般に中心性肥満の進行に伴い、血中アディポネクチンが低下することが知られていることから、本研究では食道上皮に対するアディポネクチン刺激が腫瘍化を抑制するという仮説のもとで検討を行った。我々は既に、腫瘍促進性マイクロRNAであるmiR-221/222が、胆汁酸曝露による食道腺がんの発がん促進に重要な役割を担っていることを報告しており、アディポネクチン刺激がこのカスケードに対して如何なる作用を及ぼすかを解析した。その結果、アディポネクチンはmiR-221/222の発現量には影響を与えないが、miR-221/222の強制発現によって生じる細胞増殖能の亢進をキャンセルできることがわかった。またmiR-221/222の強制発現によりCOX2が上昇する一方、アディポネクチン刺激によってAMPKの活性化を介して、COX2発現も抑制することも見出した。本研究より、胆汁酸逆流と中心性肥満をあわせもつ食道腺がんハイリスクの症例に対して、アディポネクチン受容体作動薬による化学予防が有効となる可能性が示唆された。アディポネクチンおよびアディポネクチン受容体作動薬による食道腺がん細胞に対する増殖抑制作用とその機序の検討は、一部当初の仮説とは異なる結果が得られているものの、順調に進展している。

消化器内科学in vitroでの機序の詳細解明に向けた検討を進めるとともに、食道腺がんモデルマウスを用いたin vivo評価系の構築を予定している。ほぼ予定通り全額使用したが、1万円未満の余剰金が生じたため次年度に繰り越した。次年度に消耗品費として計上を予定している。
局所力学特性評価による粒界強化機構の素過程解析

ナノスケールの局所力学挙動解析を鉄鋼材料の粒界などに応用して、粒界強化機構の素過程を明らかにした。粒内に比べて粒界はより低応力で塑性変形が開始することを明確にした。TEMその場インデンテーションによって、転位の増殖と同時に流動応力が瞬時に低下することや、双結晶における界面付近では大角粒界にもかかわらず、転位の顕著な堆積挙動は観察されなかった。Fe-Si合金双結晶材料において、Σ51粒界の材料についてナノインデンテーションによる評価を行った。負荷過程の変形挙動を解析したところ、荷重-変位曲線上に塑性変形の開始に対応するpop-inと呼ばれる明瞭な挙動が現れた。変形挙動と組織の関係を考察するため、測定点として粒界上と粒内を選択して比較したところ、粒界上においてより低い応力で塑性変形が開始する傾向が明確となった。比較的低い応力で塑性変形が開始することは、この粒界が転位源となっていることを示唆するものである。これは、IF鋼における大角ランダム粒界における結果と類似していることから、大角粒界は有効な転位源として働くことが明らかとなった。さらに、Fe-Niレンズマルテンサイトについて、各組織と変形挙動の関係を調べた。その結果、midribの位置で最も硬さが高く、midribから離れるに連れて硬さが低下し、未変態オーステナイト相が最も軟らかいことが明らかとなった。また、未変態オーステナイト相内において、変態した相との界面に近い部分においては、変態ひずみを緩和するために導入されたと考えられる転位が高密度に存在しており、その部分の硬さは、異相界面から離れた位置のオーステナイト相の硬さよりも高いことが明らかとなった。さらに、変形初期の荷重-変位曲線の解析から、塑性変形の開始の臨界応力が最も高いのは未変態オーステナイト相、次にmidrib、最も低い応力で塑性変形が開始するのは高転位密度領域であることがわかった。局所領域の力学特性評価手法において、主にTEMその場ナノインデンテーション技術を応用した研究を行って、鉄鋼材料の変形素過程解析を行った。Fe-Si合金への応用では、変形初期において、表面付近からの転位発生と負荷荷重の上昇に伴って移動する転位運動の観察に成功した。また、荷重-変位挙動が急激に変化する挙動を定量的に測定し、それに伴って転位組織が大きく変わる様子が明確化された。格子欠陥挙動の中心である転位の生成・増殖過程と力学挙動の関係においては、少数転位が発生し運動する瞬間は、負荷軸方向の変位の積分値が小さいために応力-ひずみ応答に大きな変化として現れ難いと考えられる。一方、多数の転位が増殖されて運動する瞬間は、変位制御における荷重値の急激な低下が発生することから、転位の集団運動が力学挙動に深く関係することが明確となった。Fe-Si双結晶を用いた解析では、粒内を運動する転位の挙動を観察し、易動度の低いらせん転位が多く残存していることから、変形抵抗はらせん転位の易動度によって支配されていることを明確にした。それらの転位とΣ51対称傾角粒界の反応を動的に観察したところ、粒界に向かってすべり運動をする転位は、粒界におけるパイルアップなどの挙動は確認されず、塑性変形が隣接粒内に伝播する様子が観察された。また、その場観察と同時に計測された応力-ひずみ関係においても、粒界を変形が跨ぐ瞬間に顕著な流動応力の上昇は認められなかった。この粒界は、結晶方位差が約24゚の大角粒界であるが、上述の結果は大角であっても大きなすべりの抵抗になるとは限らないことを示している。フェライト鋼への応用では、固溶炭素やリンを含む材料の挙動について、粒内に対する粒界の硬化量はリン添加材よりも炭素添加材でより大きいことが明らかとなった。
ヒト菌敗間葉系における肝細胞増殖因子(HGF)産生細胞の変遷

歯胚の分化過程におけるHGF産生細胞の移り変わり及びその産生能力の変化を分化と共に調べるため、三種の実験を行い以下のような結果をを得た。1.歯胚中に実際どの程度HGFが含まれているかを比較検討するため、歯乳頭、歯髄器、及び成人歯髄をホモジネートした後、HGF測定キットにて測定したところ、歯乳頭には4.0pg/mg protein,歯髄器には1.6pg/mg protein、及び成分歯髄には0.85pg/mg proteinのHGFが検出された。2.歯乳頭、歯髄器、成人歯髄、歯嚢、および歯根膜を培養し、outgrowthしてきた線維芽細胞を再度播き直しconfluentになった状態でウシ胎仔血清を含まないDMEM培養液に換え24時間後に培養液中のHGF濃度を測定したところ1.2ng/mlのHGFが検出された。また、各細胞のmRNAを採取し、HGFのcDNAをプローブに用いノーザンブロットにて発現を比較検討したところ、どの線維芽細胞にもHGFが発現することが認められたがその差は検出されなかった。3.鐘状期の象牙質形成以前の歯乳頭及び歯嚢、象牙質形成以後の歯髄器及び歯嚢、及び成人歯髄を4%paraformaldehydeにて固定しパラフィン包埋の後薄切し、抗hHGF抗体を用いて免疫組織化学染色を行ったところ、歯胚の線維芽細胞に強く染色が認められたが成人歯髄線維芽細胞には染色性が認められなかった。以上の結果より間葉系におけるHGF産生は線維芽細胞が司り、幼弱な線維芽細胞ほどHGF産能が大きいことが示唆された。
星間分子の光異性化と化学組成への影響：低温イオンモビリティー実験による探究

異性体分離した星間分子イオンを超高真空チャンバー内に生成・トラップして,光異性化プロセスを観測することを目的とし,イオン移動度スペクトロメトリー装置のセットアップを行った。光源ビームラインと整合させるために架台を製作して装置を再構成し,電子衝撃型イオン源と四重極質量分析器,および前後のイオン輸送光学系の制御システム整備を行った。C3H7O+イオンを用いて移動度測定のテストを行うために,試料ガスとして2-ブタノール(C4H10O)を用い,電子衝撃エネルギー150 eVにてイオン化したところ,ガスセル入口のアパーチャにて最大で10 nA程度のイオン電流が観測された。同時に,波長100-200 nmの深紫外光を利用するためにレーザープラズマを用いた光源開発をスタートした。既設のレーザープラズマ光源に深紫外ビームラインを増設するため,FACコードを用いた発光スペクトルシミュレーションを行い,汎用の分光器を用いたセットアップを設計した。本研究で計画している、1星間分子イオンの生成、2異性体の分離、3真空紫外光の生成、のうち、電子衝撃型イオン源による分子イオン生成と、異性体分離のためのMS装置セットアップが完了している。また、真空紫外光の発生については、レーザープラズマ光源を用いたテスト測定の準備が順調に進行である。以上のとおり、全体としておおむね順調に進展している。当初計画通り,星間分子イオンの異性化分離を行い,トラップしたイオンの光異性化反応の観測を目指す。IMS装置の冷却機構の一部について発注可能期間までに仕様が確定しなかったため,予算を繰越し,引き続きシミュレーションを行った。次年度に当初予定通り執行予定である。なおこの軽微な変更により研究全体の実施計画に影響はない。
定温定圧条件の第1原理分子動力学シミュレーションによる構造相転移の研究.

定圧条件を組み込んだCar-Parrinello法プログラムを作成し、ダイヤモンド構造を持つシリコン8原子の系でシミュレーションを行なった。その結果、実験条件を変化させることにより、体系がより安定な構造へ自発的に変化することを示すことができた。より具体的には、次の点を明らかにした。技術的な側面では、運動方程式の積分にどの数値積分法を用いるとよいのか吟味した。予測子-修正子法では、波動関数の規格直交条件を満足させながら高い精度の計算を行なうのは難しかった。定圧法では力に速度に依存する項が現われるため、通常のシミュレーションでよく用いられるVerlet法を用いることができない。反復的に速度の値を補正しながら計算を行なう反復Verlet法を用いることにより、充分よい精度を保ちながら計算が実行できることを示した。Appelbaum及びHamannの提案した局所的な擬似ポテンシャルを用い8個のシリコン原子からなる体系でシミュレーションを行なった。圧力の値をOGPaとし、低温で計算を行なうとダイアモンド構造を保つことを確認した後、高圧又は高温の条件に変えると六方最密構造に似た対称性の異なる構造に変化した。エンタルピーの値の吟味により、実は、上に得られた構造の方がOGPa、OKにおいてもダイアモンド構造より安定であることを見つけたが、これは計算に用いた局所的な擬似ポテンシャルが良くないためと考えられる。この研究では電子状態を考慮したCar-Parrinello法を用いた計算でも定圧法と組み合わせることにより、構造変化を再現できることを示すことができた。
配列／空間配置を高度に制御した巨大パイ共役系分子連結ポリマーの設計とその電子機能

研究代表者は、自己組織的にカラム構造を形成する通常のディスク状π共役系分子ではなく、共有結合によって一次元カラムを構築する"シシカバブ型"ポリマーに着目し、研究を進めてきた。具体的には、フタロシアニンシリコン錯体の中心金属であるシリコンが酸素原子で架橋されシロキサン構造を主鎖構造とするポリマーを用いた。このポリマー中では結合角が180 °に固定されたシロキサン結合により隣接間フタロシアニン距離が約0.33 nmに保たれるという事実を鑑み、電子アクセプター分子を混合した際に電子ドナーとアクセプターの一次元カラム構造が維持される系が構築できると考えた。実際に、X線回折測定および吸収スペクトル測定により、このポリマーとペリレンジイミド(PDI)との混合材料はポリマーとPDIがドメインを形成しミクロ相分離する結果が示唆されたのに対し、対応するメタルフリーフタロシアニン(H2Pc)とPDIの混合系では両者が混じり合ってスタックすることを示してきた。本年度は、ディスクの集積構造を明確に制御するための分子設計指針として、中心金属をシリコンではなくゲルマニウムとした誘導体を合成し、ディスク間距離を大きくしたポリマーを得ることに成功した。シリコンフタロシアニンのポリマーと比較すると、ゲルマニウムフタロシアニンからなるポリマーのほうがPDIと混合した際に効率良く電荷分離を起こし、高い電気伝導度を示すことを発見した。また、PDI分子を共有結合によってシリコンフタロシアニンポリマーの側鎖に連結した巨大ブラシ状ポリマーの開拓を行い、SiPc-PDI間のアルキルリンカーをC12およびC6とした各誘導体の合成を行い、リンカーが短くなるほど光誘起電荷分離後のキャリア再結合が促進するため、電荷キャリア寿命が短くなるという事実を見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。このポリマー中では結合角が180°Cに固定されたシロキサン結合により隣接間フタロシアニン距離が約3.3Åに保たれるという事実を鑑み、電子アクセプター分子を混合した際に電子ドナーとアクセプターの一次元カラム構造が維持される系が構築できると考えた。実際に、X線回折測定および吸収スペクトル測定を行った結果、このポリマー(Poly-SiPc)とペリレンジイミド(PDI)との混合材料はポリマーとPDIがドメインを形成しミクロ相分離する結果が示唆されたのに対し、対応するメタルフリーフタロシアニン(H_2Pc)とPDIの混合系では両者が混じり合ってスタックすることが示唆された。また、FP-TRMc測定の結果、Poly-siPc/PDI混合系ではPDIの混合比が上昇するにつれて伝導シグナルの上昇が見られたのに対し、H_2Pc/PDI混合系では顕著な上昇は見られなかった。この事実は上記の集積構造の差異を反映しており、それぞれのカラムが存在していることで効率的な光誘起電荷分離と続くフタロシアニンカラムに沿ったホール輸送が行われるためと考えられる。さらに研究代表者は、PDI分子を共有結合によってポリマーの側鎖に連結した巨大ブラシ状ポリマーの開拓を行った。この系では、主鎖によりホール輸送経路が、側鎖同士の会合により電子輸送経路が形成されることが吸収スペクトル測定およびX線回折測定から支持されている。ブラシ状ポリマーにおいてもFP-TRMC測定を行い移動度を見積もったところ、ホール/電子移動度の総和(Σμ)は0.6cm^2V^<-1>S^<-1>に達することが明らかになった。

また、PDI分子を共有結合によってシリコンフタロシアニンポリマーの側鎖に連結した巨大ブラシ状ポリマーの開拓を行い、SiPc-PDI間のアルキルリンカーをC12およびC6とした各誘導体の合成を行い、リンカーが短くなるほど光誘起電荷分離後のキャリア再結合が促進するため、電荷キャリア寿命が短くなるという事実を見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定であるSi以外のGe, Sn錯体についてはまだ着手していないため、この点は遅れがあると言える。一方で、当初予期していなかったこのポリマー特有の挙動を発見し、展開できたという意味では期待以上の進展があったと考えている。当初とは異なる研究展開をしてきたが、それについて学術論文を執筆中であるため、2年目は当初の予定であった、金属種の効果について調べていく予定である。
担子菌の植物分解に関わる新規糖質酸化酵素の生理的役割の解明

本研究では、未利用セルロース系バイオマスの高効率糖化システムの構築に向けて、セルロース分解効率を高める機能を持つと予想される、担子菌Coprinopsis cinerea由来ピロロキノリンキノン(PQQ)依存性ピラノース脱水素酵素(CcPDHA)の機能解析を行った。機能解析の結果、本酵素はセロビオース脱水素酵素(CDH)様シトクロムドメイン、PQQ依存性脱水素ドメイン、セルロース結合ドメイン(CBM1)の3ドメインで構成される新規ピラノース脱水素酵素であることが明らかになった。セルロースを酸化的に分解する酵素として近年その活性が明らかにされた、溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO)は、CDHを生理的な電子供与体とすることが有力視されている。CcPDHAはCDHと非常に類似したシトクロムドメインを有していることから、CDHと同様にLPMOの電子供与体として働くことが予想された。そこで、CcPDHAのLPMOへの電子伝達能の評価を行った結果、CcPDHAとその基質の存在下で、LPMOのセルロース分解活性が検出され、CcPDHAがLPMOへの電子供給能を有することが明らかになった。また、CcPDHAのシトクロムドメイン欠損体を用いると、LPMOの活性が著しく低下することが示され、CcPDHAがシトクロムドメインを通じてLPMOに電子を供給していることが示唆された。これらの結果から、CcPDHAはCDHと同様にLPMOの電子供与体としてセルロース分解に関わる酵素であることが示唆された。また、C. cinereaにおけるCcPDHAのホモログであるCcPDHBの機能解析の結果、本酵素はCcPDHAと同様の基質特異性を示すが、その活性は低く、CBM1は糖質への吸着能を示さないことが明らかになり、本酵素が変異の蓄積により活性の失われた酵素であることが推測された。28年度が最終年度であるため、記入しない。再生可能エネルギーの一つとして注目されるバイオエタノールは、現在、主にサトウキビやトウモロコシなどの可食部を原料として製造されている。このため食糧と競合しない農産廃棄物や林産廃棄物などのセルロース系バイオマス由来の糖質を原料とした製造方法の開発が期待されている。しかしながら、セルロースは結晶性を呈し化学的に安定な物質であることから、これを分解してグルコースを生成させること(糖化と呼ぶ)は容易ではない。自然界においてセルロースは主に糸状菌と呼ばれる高等真菌類により分解されていることが知られている。このため、これらの糸状菌の生産するセルロース分解酵素を用いたセルロース系バイオマスの糖化方法が検討されているが、産業化には至っておらず、さらなる効率的な糖化手法の開発が望まれている。本研究では、セルロース分解効率を高める機能を持つと予想される新規のセルロース結合性糖質酸化還元酵素を担子菌Coprinopsis cinereaから取得し、その機能解析を行っている。本年度は当該酵素(CcPDH)の遺伝子を酵母菌に組み込み、組換え酵素として大量生産し、その機能解析を行った。その結果、本酵素はヘムドメイン、ピロロキノリンキノン(PQQ)依存性糖質脱水素ドメイン、セルロースに結合性を示すファミリー1の糖質結合モジュール(CBM1)の3ドメインで構成される糖質脱水素酵素であることが明らかになった。PQQ依存性ドメインはPQQに対し非常に高い親和性を示し、PQQ存在下でのみD-グルコソンやL-フコースなどの糖類に対し活性を示した。これまでに真核生物においてPQQ依存的な酵素は知られていないことから,本酵素は真核生物において初のPQQ依存性酵素である。本酵素のPQQ依存性ドメインには、糖質関連酵素データベース(CAZy)において新たにAuxiliary Activitiesファミリー12が割り当てられた。農産・林産廃棄物などの未利用セルロース系バイオマスは、食料と競合しない資源であることからその利用が期待されている。しかし、結晶性を呈し難分解なセルロースを分解してグルコースを生成すること(糖化)は容易ではない。これまでにも自然界におけるセルロースの主な分解者である糸状菌のセルロース分解酵素を用いた糖化方法が検討されているが、産業化には至っておらず、さらなる効率的な手法の開発が望まれている。本研究では、セルロース分解効率を高める機能を持つと予想される新規の糖質酸化還元酵素を担子菌Coprinopsis cinereaから取得し、その機能解析を行っている。昨年度までの研究により、当該酵素(CcPDHA)がセロビオース脱水素酵素(CDH)様シトクロムドメイン、ピロロキノリンキノン(PQQ)依存性脱水素ドメイン、セルロース結合ドメイン(CBM1)の3ドメインで構成される新規ピラノース脱水素酵素であることを明らかにした。本年度の研究では、CcPDHAがファミリー9溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO9)の電子供与体として働きうるのかを調査した。その結果、CcPDHAを電子供与体とした場合もLPMO9によるセルロース分解活性が検出され、CcPDHAがCDHと同様、LPMO9の電子供与体となり得ることが示された。一方で、本酵素のシトクロムドメイン欠損体を電子供与体とした場合には、LPMO9の活性は検出されず、電子伝達にシトクロムドメインが不可欠であることが示された。また、本年度はC. cinereaの有するCcPDHAのアイソザイムであるCcPDHBの機能解析も行った。

CcPDHBは糖質への吸着に重要な芳香族アミノ酸の一つがヒスチジンとなるユニークなCBM1を有している。本酵素のセルロースへの吸着能を調べたところ、セルロースへの吸着は見られず、既知のCBM1と異なる吸着特性を有していることが示唆された。本年度はLPMO9への電子供与体としてのCcPDHAの機能解析を行った。本研究からCcPDHAはLPMO9の電子供与体として働きうることが示された。また、シトクロムドメイン欠損体を用いた実験から、本酵素からLPMO9への電子伝達にはシトクロムドメインが不可欠であることを明らかにした。さらにHPAEC(陰イオン交換クロマトグラフィー)を用いて、CcPDHAの反応生成物とLPMO9の反応生成物が同時に定量可能であることが示された。また、本年度はユニークなCBM1を有するCcPDHBの酵素学的機能解析を行った。本年度の研究では、本酵素の基質特異性、pH依存性、スペクトル特性を明らかにした。一方、本酵素のCBM1はセルロースに対して吸着能を示さなかったことから、既知のCBM1と異なる糖質吸着特性を有していることが示唆された。また、来年度に計画しているCRISPR/Cas9システムを用いたCcPDH遺伝子のノックアウト株の作出に向け、プラスミドの設計を行った。ヒト細胞用に設計されたCRISPR/Cas9システム用プラスミドであるpX330のプロモーター配列、ターミネータ配列をC. cinereaの配列に置換し、C. cinerea用のプラスミドに再設計した。以上のように、本研究はおおむね順調に進んでいると言える。本研究では、未利用セルロース系バイオマスの高効率糖化システムの構築に向けて、セルロース分解効率を高める機能を持つと予想される、担子菌Coprinopsis cinerea由来ピロロキノリンキノン(PQQ)依存性ピラノース脱水素酵素(CcPDHA)の機能解析を行った。機能解析の結果、本酵素はセロビオース脱水素酵素(CDH)様シトクロムドメイン、PQQ依存性脱水素ドメイン、セルロース結合ドメイン(CBM1)の3ドメインで構成される新規ピラノース脱水素酵素であることが明らかになった。セルロースを酸化的に分解する酵素として近年その活性が明らかにされた、溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO)は、CDHを生理的な電子供与体とすることが有力視されている。CcPDHAはCDHと非常に類似したシトクロムドメインを有していることから、CDHと同様にLPMOの電子供与体として働くことが予想された。そこで、CcPDHAのLPMOへの電子伝達能の評価を行った結果、CcPDHAとその基質の存在下で、LPMOのセルロース分解活性が検出され、CcPDHAがLPMOへの電子供給能を有することが明らかになった。また、CcPDHAのシトクロムドメイン欠損体を用いると、LPMOの活性が著しく低下することが示され、CcPDHAがシトクロムドメインを通じてLPMOに電子を供給していることが示唆された。これらの結果から、CcPDHAはCDHと同様にLPMOの電子供与体としてセルロース分解に関わる酵素であることが示唆された。
グリコシダーゼの縮合・転移反応を利用したオリゴ糖の合成

数種類の糸状菌のβ-キシロシダーゼを用いてキシロースの縮合反応を行い、縮合反応におけるβ-キシロシダーゼの性質を明らかにすること、また、キシロースと生成したキシロ2糖間の平衡状態を動力学的に解明することを目的とした。1.粗酵素による縮合反応Aspergillus nigerの酵素を用いた場合、すべてのβ結合のキシロ2糖を生成することが明らかになった。そこで、ほかの糸状菌についても検討した結果、生成するキシロ2糖の組成から、β-キシロシダーゼを“Broad specific enzyme"と“ββ-1,1-、β-1,4-Xylodisacchaeidespecific enzyme"に分類することが出来た。2.酵素の精製二つのタイプの代表として、Asperbillus nigerとM.pulchella β-キシロダーゼを精製し、既報のデータとその性質を比較した。M.pulchella β-キシロシダーゼはM.pulchella var.sulferaと良く似た性質を示したが、A.nigerは既報のデータよりも温度安定性が10°C高かった。3.縮合反応のシミュレーションA. nigerとM.pulchellaの精製酵素を用い、キシロースと5種類のキシロ2糖間に縮合反応と加水分解反応のみを考慮した反応モデルを想定した。そして、平衡定数、縮合および加水分解反応速度定数を求め、各キシロ2糖生成の経時変化をシミュレートした。その結果、キシロース間の結合では1,4-結合が生成し易いのに対し、グルコース間の結合では生成しにくいことが、また、A.nigerの場合には転移反応も関与しているものと考えられた。さらに、高濃度キシロースにより加水分解が強く阻害されていることが明らかになった。4.酵素法によるキシロースの定量法の開発グルコースオキシダーゼを含む市販試薬を用いて、多量のキシロビオース存在下の少量のキシロースの定量法を確立した。加水分解酵素であるβーキシロシダ-ゼは一般に縮合・転移作用が強いので、この酵素を用いてキシロオリゴ糖を合成することを試みた。また、従来と異なり、加水分解酵素の基質特異性を縮合反応の面から解析することを試みた。そのためには、各種キシロ2糖の分離同定と、この他酵素反応と比較するために酸触媒による縮合反応についても検討を行った。その結果は、以下のようである。1.キシロオリゴ糖の分離同定および分析生成するオリゴ糖としては9種類が考えられる。これらの分別定量について検討した結果、OVー1701キャピラリ-カラムによるガスクロマトグラフィ-が最適であることを見い出した。このクロマトグラムには11ケのピ-クが出現した。このうち9種のオリゴ糖については同定できたが2ケのピ-クについては未同定である。2.各種起源のβーキシロシダ-ゼ(粗酵素)によるキシロ-スの縮合・転移反応5種類の糸状菌から得た粗酵素液を用いて生成するオリゴ糖を調べたところ、βーキシロシダ-ゼには、すべてのβーキシロ2糖を生成するタイプとβー1,4結合を特異的に生成するタイプの2種類があることが明らかになった。また、前者のタイプの反応平衝時の相対的糖組成は酸縮合反応における平衝時の糖組成と同じであった。3.キシロ-スの酸触媒による縮合反応温度6080°C、1N硫酸の条件で反応平衝に達するまで長時間反応を行った。

その結果、平衝定数に対する温度の影響は殆どなく、9種の2糖の平衝定数は0.450.02の範囲となった。平衝時における各糖の生成量はαー1,4>αー1,3>αー1.2〓βー1.4>βー1,3>βー1,2>ααー1,1>αβー1,1>ββー1,1となった。加水分解酵素であるβーキシロシダ-ゼを用いてキシロ-スよりキシロオリゴ糖を合成することを試みている。また、従来と異なり、加水分解酵素の基質特異性を縮合反応の面から解析することを試みている。そのために今年度は、酵素の精制を行い、また、前年度からのつづきであるが、酵素反応と比較するために酸触媒による縮合反応について検討を行った。これらの研究の過程で酵素の活性測定法を検討することが必要となり、これについても検討した。結果は、以下のようである。1.酵素の精製AspergillusnigarとMalbranchea pulchella由来のβーxylosidaseの精製を、硫安塩析、DEAEーTOYOPERAL650M、Hydroxyapatiteなどを用いて行っているが、まだ完全に単一の酵素にまで精製されていない。2.グルコ-スCーテストによるキシロ-スの定量従来から合成基質を用いて酵素の活性を測定しているが、βーキシロシダ-ゼの場合はキシロビオ-スを用いるのが望ましい。そのため、グルコ-スCーテスト法を検討改良し、活性を測定することができた。その結果、M.pulchellaの酵素は合成基質分解活性とキシロビオ-ス分野活性に大きな相違があることが明らかになった。なお、A.nigarの粗酵素液には、Cーテスト阻害物質が存在することも明らかになった。3.キシロ-スの酸触媒による縮合反応および加水分解反応前年度からの継続であるが、温度6080°C、1N硫酸の条件で反応を行った。キシロ2糖9種類について調べた結果、グルコ2糖の場合と異なり、β結合の方が加水分解されやすいことが明らかになった。また、平衡定数から求めた△Gは+2+12(kJ/mol)、△Hは-7-15(kJ/mol)となった。縮合反応により生成する糖量は、αα-1,1を例外として、加水分解速度の速い糖程少ない傾向にあった。数種類の糸状菌のβ-キシロシダーゼを用いてキシロースの縮合反応を行い、縮合反応におけるβ-キシロシダーゼの性質を明らかにすること、また、キシロースと生成したキシロ2糖間の平衡状態を動力学的に解明することを目的とした。これ迄に、生成するキシロ2糖の組成から、β-キシロシダーゼを二種類に分類した。グルコースオキシダーゼを含む市販試薬を用いてキシロビオース分解活性を測定する方法を開発した。今年度は、そのつづきとして、以下の結果を得た。1.酵素の精製これらの精製酵素を既報の性質と比較すると、M.pulchella β-xylosidaseはM.pulchella var.sulferaと分子量と等電点が若干異なっただけであったが、A.niger β-xyl Iの方は特に最適温度(70°C)、安定な温度領域(70°Cで30minインキュベートしても70%の活性が保持された)が高くなっていた。これは、酵素タンパク中の糖含量が既報の酵素よりも多いことによるものと思われた。2.キシロースの縮合反応のシュミレーション
ホウ素のマスキングを鍵とする有機ボロン酸の新反応化学

有機ボロン酸のホウ素上にマスキング基を導入し,ホウ素を保持して行う有機ボロン酸変換反応の開発を行った。1, 8-ジアミノナフタレンは極めて効果的な保護基として機能し,特に鈴木-宮浦カップリング反応において有効に機能した。これに基づいて,オリゴアレーン類の反復合成法,オリゴアレーンデンドロンの迅速合成,オリゴフェニレンビニレン類の反復合成法を開発した。また,一方のホウ素上に同保護基を有するジボロン反応剤を新たに開発し,アルキンに対する付加反応において,段階的なクロスカップリングに利用することができる非対称ジボリルアルケンが位置選択的に得られることを見出した。2-(5-ピラゾリル)アニリンや,アントラニルアミドがアリールボロン酸のホウ素上での着脱が可能なオルト配向基として働き,ルテニウム触媒オルト位シリル化を進行させることを見出した。後者のマスキング基は,鈴木-宮浦カップリングにおける保護基としても機能した。本研究はこれまでの炭素-ホウ素結合形成に重きを置いた有機ボロン酸合成法とは対照的に,「炭素-ホウ素結合を保ちながら行う」合成法を開発しようとするものである。本研究を通じ,ホウ素のマスキングを利用した新しいホウ素化合物合成法を開発する。本研究計画の中心となる基盤要素として,(1)有機ボロン酸のボロニル基の効果的なマスキング基の開発,(2)反復カップリングの繰り返し構造ユニットとして機能する,官能性有機ボロン酸の合成法開拓,(3)上記(1),(2)を活かした,新しい反復合成システムの構築,が挙げられる。これらの研究項目で見出された知見と発生した問題点を互いに反映させながら,効率よく全体の研究目標の達成に向けた取り組みを行う。当初は主鎖骨格がπ共役系から構成される共役有機分子に対象を絞って研究を進め,その中で得られた知見をもとに,鈴木-宮浦反応以外の遷移金属触媒反応へのマスキング法適用を検討する。本研究はこれまでの炭素-ホウ素結合形成に重きを置いたボロン酸合成法とは対照的に,「炭素-ホウ素結合を保ちながら行う」ボロン酸合成法を開発しようとするものである。本研究期間において,ホウ素のマスキングを利用した新しいホウ素化合物合成法を開発したので報告する。(1)次世代マスキング基の開発我々が既に開発している1,8-ジアミノナフタレン型保護基は,脱保護に酸性を要することから,官能基共存性や,一時的に生じる有機ボロン酸の不安定性等の点において,完全なものではなかった。今年度の研究において,窒素原子上にヒドロキシアルキル基を導入した1,8-ジアミノナフタレンを新たな保護基としてデザインし,用いたところ,上記課題を克服する優れたマスキング能力を示した。(2)マスキングを施しかハロゲン化有機ボロン酸の合成法開拓従来,マスキング基を施したビルディングブロックは,対応する有機ボロン酸と1,8-ジアミノナフタレンの縮合によって合成していた。より直接的かつ効率的なビルディングブロック合成法の提供を目的に,予めホウ素上に1,8-ジアミノナフタレン保護基を備えたヒドロボランによるC-B結合形成反応の開発を行った。同ヒドロボラン反応剤を用いた芳香環のC-Hボリル化とアルキンのヒドロホウ素化は,イリジウム触媒によって効率よく進行することを見出した。この反応を利用して,デンドリマーおよびオリゴ(フェニレン-ビニレン)の繰り返し合成を行った。本研究は有機ボロン酸の効率的な合成手法の開拓を目的とし,ホウ素の一時的な保護,すなわちマスキングを利用した「炭素-ホウ素結合を保ちながら行う」ボロン酸合成法を開発しようとするものである。1.前年度に開発し報告した,窒素原子上にヒドロキシアルキル基を有する1,8-ジアミノナフタレンを保護基として用い,従来型の1,8-ジアミノナフタレン保護基と区別して用いることにより,ベンゼン環の1,3,5位で段階的にクロスカップリングを行い,非対称な分枝オリゴアレーンを選択的に合成する手法を確立した。2.触媒に対して配位結合する部位をアリールボロン酸のホウ素上に一時的に導入し,その配位効果によってアリール基オルト位のC-H結合を位置選択的にシリル化する反応系を確立した。この配向基は反応終了後に容易に除去することができる。

これらの反応は途中で生成する中間生成物を単離することなく,全て一つの反応容器で行うことが可能であり,アリールボロン酸を出発原料とするo-シリルアリールボロン酸のワンポット合成法として有用である。本研究はホウ素の一時的な保護,すなわちマスキングを利用した「炭素-ホウ素結合を保ちながら行う」ボロン酸合成法を開発し,有機ボロン酸の効率的な合成手法の開拓を行おうとするものである。本研究期間において,ホウ素のマスキングを利用した新しいホウ素化合物合成法を開発したので報告する。(1)一方のホウ素上にジアミノナフタレン(DAN)保護基を導入した非対称ジボロン(pin)B-B(dan)を合成し,これを利用した触媒反応について検討を行った。末端アセチレンに対するジボリル化反応が,イリジウム及び白金触媒によって収率良く進行することを見出した。この付加反応の位置選択性は極めて高く,アセチレンの末端炭素に(dan)B基が結合した付加生成物が得られた。この付加生成物を鈴木-宮浦クロスカップリングに用いると,内部炭素上のB(pin)基で選択的に炭素一炭素結合形成が進行した。(2)ポリフェニレンビニレンの繰り返し合成に用いるカップリングモジュールとしてのβ-ボリルスチレン類の効率的な合成法として,スチレン類のロジウム触媒脱水素ホウ素化反応を開発した。様々なスチレン誘導体とDAN保護基を有するヒドロボラン((dan)BH)をロジウム触媒存在下で反応させると,スチレン二重結合の末端炭素へのホウ素の導入と脱水素が進行し,β-ボリルスチレン類が高収率で得られた。芳香環上にハロゲン置換基や,ピナコールボリル基を有するスチレン類を反応に用いると,得られた生成物はポリフェニレンビニレンの反復合成における新しいビルディングブロックとして用いることができる。有機ボロン酸の有機合成化学における重要性は、近年ますます高まりつつある。また、有機ボロン酸そのものの生理活性物質や医薬品としての利用に関心が集まっており、有機ボロン酸のサイエンスのさらなる発展には、多様な有機ボロン酸誘導体が効率的に供給されることが極めて重要である。本研究は、従来の炭素-ホウ素結合形成に重きを置いたボロン酸合成法とは対照的に、「炭素-ホウ素結合を保ちながら行う」ボロン酸合成法を開発しようとするものである。今年度は特に、単なるマスキング機能だけでなく、触媒に配位して特定の部位での反応を選択的に促進する、触媒配位機能を有するマスキング基の開発を行った。アリールボロン酸のホウ素原子上に導入して、アリール基オルト位での触媒的C-H結合官能基化を促進する配向基として、新たにアントラニルアミドが優れていることを見出し、Ru触媒によるオルト位シリル化反応に適用した。アントラニルアミドは我々が最近報告したピラゾリルアニリンよりも優れた配向基として働くのみならず、格段に高い安定性を示した。このことを利用して、アントラニルアミドを鈴木-宮浦カップリングの保護基として用いた。すなわち、ハロゲン置換アリールボロン酸のホウ素上に脱水縮合によってアントラニルアミドを導入し、パラジウム触媒存在下、アリールボロン酸との鈴木-宮浦クロスカップリングを行った。この反応において、アントラニルアミドを導入したホウ素原子は完全に保たれ、カップリングは保護されていないホウ素で進行した。