将来エンジンの燃料設計コンセプト
カーボンニュートラル社会の実現に向けて火花点火エンジンには超高圧縮比・超希薄燃焼による究極の熱効率向上が求められる。燃料には酸素過多の条件で増長するノッキングを抑制するために低温域では着火性が低く、希薄条件で増長する燃焼変動を抑制するために高温域では着火性が高いという、温度域により相反する着火特性が求められる。エンジン実験ベンチを自作し、この要求を満たす燃料の探査を行っている。
キノコの機能を成分化学的に解明する 活性成分の網羅全合成と神経細胞保護効果
きのこは古くから万病予防の健康食材として利用され、漢方薬や健康補助食品の有効成分としても配合されていますが、その効能が必ずしも分子レベルで解明されているわけではありません。私たちは類例のない抗認知症作用をもつきのこ「ヤマブシタケ」に注目し、その特徴的な有機低分子成分の化学合成と生物活性検定によってきのこの効能を単分子レベルで理解・解明することを目指しています。今までに30種以上の低分子成分を合成し、そのいくつかに神経細胞保護効果があることを見出しました。
ヤマブシタケの子実体に含まれる有機低分子成分の網羅合成
食用きのこであるヤマブシタケ（またはヤマブシタケの抽出物）に、抗菌、抗腫瘍、抗疲労、抗高血圧、抗糖尿などの薬効が確認されています。ヒトに対しても、鬱・不安の改善や認知機能の改善効果が報告されており、ヤマブシタケに含まれる特有な成分が薬効に関与していることが指摘されています。私たちはヤマブシタケの多様な生理作用を分子レベルで解明することを目的として、可食部である子実体に特徴的に含まれるゲラニル-レゾルシノール類の化学的全合成と生物活性の解明に取り組んでいます。
構造的な視点でゲラニル-レゾルシノール類を7つの型に分け、市販の低分子化合物を原料として、臭化銅を利用したワンポット反応や新規なO→C転位反応などを利用して30種以上の天然物を全合成しました。
小胞体ストレス依存性神経細胞死に対する細胞保護効果
種々の合成化合物に対して、小胞体ストレスが引き起こす神経細胞死に対する抑制効果（神経細胞保護効果）を調べました。小胞体ストレスは、異常タンパク質の蓄積やカルシウム恒常性の変化で小胞体に負荷がかかった状態を指し、認知症をはじめとする神経変性疾患で小胞体ストレスシグナルが活性化されることが知られています。特に不飽和脂肪酸エステルを持つ化合物群に比較的強い細胞保護効果が見られ、脂肪酸鎖の結合位置も活性に影響することが判明しました。小胞体ストレス誘発剤非添加で生細胞数を増加させた化合物もあり、細胞保護効果や細胞活性化効果の詳細なメカニズムの解明に興味がもたれます。
論文
「Total Synthesis of Geranyl-Resorcinols Isolated from Mushrooms of genus Hericium」(2023)『Synthesis』55p.417-432.
「Total Synthesis, Structure Revision and Neuroprotective Effect of Hericenones C–H and Their Derivatives」(2021)『J. Org. Chem.』86(3)p.2602-2620.
「Total syntheses and endoplasmic reticulum stress suppressive activities of hericenes A−C and their derivatives」(2018)『Tetrahedron Lett. 』59(18)p.1733-1736.
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