「サリチルアルデヒド型植物病原菌毒素類の合成化学的研究」　2021.6 更新

イネの深刻な病害であるいもち病の原因菌Pyricularia oryzaeからは、一連のサリチルアルデヒドが型毒素が単離されています。これら毒素の作用機構、生合成経路、構造活性相関を解明するため、全合成研究を行っています。
［１］韓国で単離されたピリキュオールは、新規骨格を有し、毒性もピリキュロンに次いで強力です。この最初のラセミ体及び両鏡像体の全合成を達成し、絶対立体配置を決定しました。側鎖分岐の付け根の立体化学を、[2,3]-Wittig転位反応によって導入しました。
［２］ピリキュラリオールの光学活性体を、マイクロ波増感加熱作用を利用した（無保護での）Stilleカップリング反応を鍵反応に用いて達成しました。その結果、天然物の立体化学（28年間未定だった）は、驚くことにラセミ体でした。

［３］サリチルアルデヒド型毒素の推定生合成中間体の重水素ラベル化体を合成し、菌体変換試験により、トリエンジオールではなく、トリエンアルデヒドが鍵生合成中間体であることを明らかにしました。下図に示す様に、いもち菌は振盪培養では光学活性な毒素を通気攪拌培養ではラセミ体を生産することがわかりました。

（pyricuol, pyriculariol）共同研究先：Kim, Jin-Cheol 博士（KRICT、韓国）、貫名学教授（山形大学名誉教授）、鈴木雄二博士（現岩手大学）
　　実験者：田中功二、中村葉子、佐々木郁香、上田留美、兵藤孝次、平松幸之助、長島優太
（生合成）共同研究先：貫名学教授（山形大学）
　　実験者：田中功二、佐々木郁香、五十嵐正拓、操海群（現安徽農業大学）

265. "いもち病菌毒素の合成化学的研究"REVIEW
　　清田洋正, ファインケミカル, in press (2025).

264. "いもち病菌毒素の生物有機化学-合成と生合成研究が解き明かす二次代謝産物の不思議-"REVIEW
　　清田洋正, 化学, 79(12), 72-73 (2024).

243. "Synthesis of (12R,13S)-Pyriculariol and (12R,13S)-Dihydropyriculariol Revealed that the Rice Blast Fungus, Pyricularia oryzae, Produces these Phytotoxins as Racemates"
　　Yuta Nagashima, Ayaka Sasaki, Ryoya Hiraoka, Yuko Onoda, Koji Tanaka, Zi-Yi Wang, Atsuki Kuwana, Yuji Suzuki, Minoru Izumi, Shigefumi Kuwahara, Manabu Nukina, and Hiromasa Kiyota, Biosci. Biotechnol. Biochem., 85(1), 134-142 (2021).

242. "Controlling the Production of Phytotoxin Pyriculol in Pyricularia oryzae by Aldehyde Reductase"
　　Yuuki Furuyama, Takayuki Motoyama, Toshihiko Nogawa, Toshiaki Hayashi, Hiroshi Hirota, Hiromasa Kiyota, Takashi Kamakura, and Hiroyuki Osada, Biosci. Biotechnol. Biochem., 85(1), 126-133 (2021).

230. "サリチルアルデヒド型イネいもち病菌毒素の合成化学的研究"REVIEW
　　清田洋正, 有機合成化学協会誌, 77(2), 173-180 (2019).

197. "5-(2,2-Dimethyl-4H-1,3-benzodioxin)methanol: the Synthetic Precursor to o-Formyl-m-Hydroxycinnamic Acid, the Most Oxidized Salicylaldehyde-Yype Phytotoxin Isolated from Rice Blast Fungus, Magnaporthe grisea"
　　Akihito Saito, Konosuke Hiramatsu, Hai-Qun Cao, Yuta Nagashima, Koji Tanaka, Ayaka Sasaki, Teiko Yamada, Shigefumi Kuwahara, Manabu Nukina, Hiromasa Kiyota, Heterocycl. Commun., 20(3), 185-188 (2014).

165. "Biotransformation of Plausible Biosynthetic Intermediates of Salicylaldehyde-type Phytotoxins of Rice Blast Fungus, Magnaporthe grisea"
　　Koji Tanaka, Ayaka Sasaki, Hai-Qun Cao, Teiko Yamada, Masahiro Igarashi, Isao Komine, Hirokazu Nakahigashi, Naoko Minami, Shigefumi Kuwahara, Manabu Nukina, Hiromasa Kiyota, Eur. J. Org. Chem., 6276-6280 (2011).

141. "Synthesis and Plant Growth Inhibitory Activity of Both Enantiomers of Pyricuol, a Phytotoxin Isolated from Rice Blast Disease Fungus Magnaporthe grisea"
　　Koji Tanaka, Yoko Nakamura, Rumi Ueda, Ayaka Sasaki, Yuji Suzuki, Shigefumi Kuwahara, Hiromasa Kiyota, Tetrahedron, 65 (31), 6115-6122 (2009).

140. "First Synthesis and Absolute Configuration of (-)-Pyriculariol, a Phytotoxin Isolated from Rice Blast Fungus, Magnaporthe grisea. Use of Microwave Irradiation to Cotrol Stille Coupling Reaction Products"
　　Ayaka Sasaki, Koji Tanaka, Yuuki Sato, Shigefumi Kuwahara, Hiromasa Kiyota, Tetrahedron Lett., 50 (31), 4637-4638 (2009).

76. "Synthesis to Determine the Absolute Configuration of (-)-Pyricuol, a Phytotoxin Isolated from Rice Blast Disease Fungus Magnaporthe grisea"
　　Yoko Nakamura, Hiromasa Kiyota, Rumi Ueda, Shigefumi Kuwahara, Tetrahedron Lett., 46, 7107-7109 (2005).

54. "First Synthesis of (+-)-Pyricuol, a Plant Pathogen Isolated from Rice Blast Disease Fungus Magnaporthe grisea"
　　Hiromasa Kiyota, Rumi Ueda, Takayuki Oritani, Shigefumi Kuwahara, Synlett, 219-220 (2003).

「非選択的植物毒素タブトキシン類の合成研究」

タバコ感染症（野火病）の原因毒素であるタブトキシニン−β−ラクタムは、グルタミン合成酵素を阻害し、植物を非選択的に枯死させます。既にこの化合物の耐性に関わる遺伝子の特定と、それを組み込んだ作物の育種開発が進められています。即ち、耐性遺伝子を有する作物と併用することで本化合物は、究極の選択的除草剤として利用することが可能です。これら開発研究のための基質供給と将来の大量供給法の開発を目的として、合成研究を行い、以下の経路で効率よく全合成を達成しました。

共同実験者：中山修、齋藤正年、高井隆文、島崎泰治、高田朋子
93. "Synthetic Studies on Heterocyclic Antibiotics Containing Nitrogen Atoms"REVIEW
　　H. Kiyota, in "Topic in Heterocyclic Chemistry 06: Bioactive Heterocyles 1", ed. S. Eguchi, Chapter 6, Springer 2006, pp 181-214.

111. "Synthesis of (-)-Tabtoxinine-beta-lactam, the Phytotoxin of Tobacco Wildfire Disease
　　H. Kiyota, Takafumi Takai, Yasuharu Shimasaki, Masatoshi Saitoh, Osamu Nakayama, Tomoko Takada, S. Kuwahara, Synthesis, 2471-2480 (2007).

67. "Facile Synthesis of tabtoxinine-beta-lactam and its (3'R)-isomer"
　　Hiromasa Kiyota, Takafumi Takai, Masatoshi, Saitoh, Osamu Nakayama, Shigefumi Kuwahara, Tetrahedron Lett., 45, 8191-8184 (2004).

「エレモフィラン型セスキテルペン植物病原菌毒素の合成研究」　

植物毒素の全合成研究です。原料フルフラールから約30工程｛スキームをみる｝で３種類の植物毒素を全合成しました。うち、２種については最初の合成例です。

植物毒素およびそのアナログを合成することは以下の点で有用です。 　

1.　病害抵抗性品種を育種する。・・・毒素の存在下で細胞培養をして耐毒性細胞を選び、分化させて病害抵抗性品種を得る。
2.　生理活性試験における指標として。
3.　新規除草剤、殺菌剤開発の指標化合物として。
4.　菌接種の代わりに弱毒性化合物を用いて抵抗性を付与する。

1. "Synthesis of Oxygenated Eremophilanes, Gigantenone, Phomenone and Phaseolinone, Phytotoxins from Pathogenic Fungi"
　　T. Kitahara, H. Kiyota, H. Kurata, K. Mori, Tetrahedron, 47(9), 1649-1654 (1991).

21. "Synthesis of Dendryphiellin C, a Trinor-sesquiterpene from a Marine Source"
　　H. Akao, H. Kiyota, T. Nakajima, T. Kitahara, Tetrahedron, 55(25), 7757-7770 (1999).

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