JPH03161486A - 酵素阻害剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 本発明は、多環複素環式化合物に関するものである。更
に詳しくは、Ｌ−システインの生合成系の酵素システイ
ンシンターゼ（　Ｅ．　Ｃ．　４．　２．　９９．　８
）を強力に阻害する多環複素環式化合物に関するもので
ある。

（ｂ）従来技術 Ｌ−システインは、タンパク成分として生物に不可欠な
化合物であり、植物と動物とでは全く別の生合戒経路に
より合戒されている。従って、植物特有のし−システイ
ン生合成を阻害することにより、動物に悪影響を与える
ことなく植物を壊死させることが可能である。

植物、微生物においては、Ｌ−システインは、Ｏ−アセ
チルーＬ−セリンと硫化物イオン（　Ｓ２Ｓ｝｛−　）
またはキャリアータンパクに結合した硫化物とからシス
テインシンターゼ（ＥＣ　４．　２．　９９．　８）を
触媒として生合成されている。従って、該酵素の阻害は
、植物、微生物においてＬ−システイン及びＬ−システ
インより生合戒されるＬ−メチオニンの枯渇をきたし、
また有害な硫化物イオンの蓄積等により該生物を生長阻
害あるいは壊死させる。即ち、該酵素の阻害剤は、高等
動物に無害な除草剤、植物生長調節剤、あるいは抗菌剤
、殺菌剤として極めて有効に作用する。

しかしながら、システインシンターゼに対して実質的に
有効な阻簀剤は未だ全く見出されていない。

（ｃｌ発明の目的 そこで、本発明者は、かかる酵素を強力に阻害する化合
物を得ることを目的に鋭意研究の結果、新規な多環複素
環式化合物が著しいシステインシンターゼ阻害作用を有
することを見出し、本発明に到達した。

（ｄ＋発明の構成 即ち、本発明は、下記式（Ｉ） Ｒ１−ＣＨ−田 を除草戒分として含有する除草剤組成物である。

以下、本発明について詳述する。

上記式＜Ｉ）において、一が単結合であり、Ｘカ’−Ｃ
ＨＲｓＣＯＯＨで置換された窒素原子である化合物の構
造式は、下記式（ｎ）で表わされ、一が二重結合であり
、Ｘが窒素原子である化合物の構造式は、′下記式（Ｉ
ＩＩ）で表わされる。

Ｒ１−ＣＨＲ２ Ｒｓ−ＣＨＲｚ Ｉ また、上記式く工）で示される化合物は、一が単結合で
あり、Ｘが−ＣＨＲＩＣＯＯＨで置換された窒素原子で
あることが好ましい。Ｒ１は直鎖のアルキル基であるこ
とが好ましく、炭素数４のアルキル基であることが特に
好ましい。

本発明の上記式（Ｉ）で表わされる化合物は、イソキノ
リンと炭素数４〜８の２−八ロ脂肪酸のエステルとを溶
媒の存在下または無溶媒下で加熱反応せしめて得られる
２−（Ｎ−イソキノリニウム〉脂肪酸エステルハライド
を酸素の存在下にアルカリ加水分解に上り生戒する反応
混合物中より得ることができる。

インキノリンと２−ハロ脂肪酸のエステルとの反応に用
いられる２−ハロ脂肪酸のエステルとしては、直鎖の２
〜ブロモ脂肪酸の低級アルキルエステルが好ましい。ま
た、該反応は通常溶媒で希釈して行わせるのが好ましい
。かかる溶媒としては、該反応に対して不活性なもので
あればよく、例えば、ジオキサン，テトラヒド口フラン
，エチレングリコールジエチルエーテル，アニソール等
のエーテル類、ヘキサン，ベンゼン，トルエン，キシレ
ン等の炭化水素類、トリクロロエチレン，Ｓｙｍ−テト
ラク口ロエテン，クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水
素類、酢酸エチル，酢酸ブチル，ギ酸ブチル，酪酸メチ
ル，安息香酸メチル等のエステル類、メタノール，エタ
ノール，ブタノール，インプロパノール，エチレングリ
コール等のアルコール類、ジメチルホルムアミド，ジメ
チルアセタミド，Ｎ−メチルビロリドン，ジメチルスル
ホキシド等の溶媒類があげられる。該反応は、通常室温
〜２００℃、３０分〜ＩＯ時間の条件で行なわれる。

かくして、２−（Ｎ−イソキノリニウム）脂肪酸エステ
ルハライドは結晶で得られる。

次いで、該化合物は、酸素の存在下通常空気中でアルカ
リによる加水分解を行わせる。反応に用いられるアルカ
リとしては、通常、水酸化ナトリウム，水酸化カリウム
，水酸化カルシウム，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム等
の無機塩基、トリメチルアミン，モルホリン，ビリジン
等の有機塩基が挙げられる。該加水分解反応は、反応系
が均一に進行することより水と溶媒との混合系で用いる
のが好ましい。このような溶媒としては、メタノール，
エタノール，インプロパノール，ブタノール，エチレン
グリコール等のアルコール類、ジオキサン，テトラヒド
口フラン，エチレングリコールジエチルエーテル，アニ
ソール等のエーテル類、ジメチルホルムアミド，ジメチ
ルアセタミド，Ｎメチルピロリドン，ジメチルスルホキ
シド等が挙げられ、特にアル＝−ル類が好ましい。該反
応は、通常室温〜２００℃の範囲で３０分〜７日間の条
件で行なわれる。

得られた加水分解物は、通常の吸着クロマトグラフ法、
分配クロマトグラフ法等のクロマトグラフ法、分別結晶
法、溶媒抽出法等を単独もしくは組合せて用いて精製す
ることにより、前記式（Ｉ）で表わされる化合物が得ら
れる。

また、本発明の化合物中、前記式（ｎ）でＲ２が水素原
子である化合物または前記式（．Ｉ）の化合物は、前記
式（ＩＩ）でＲ２がカルボキシル基である化合物の光等
による部分分解によっても得ることができる。

本発明の前記式（Ｉ＞で表わされる多環複素環式化合物
は、高いシステインシンターゼ阻害活性を有しており、
該化合物を除草戒分として含有する除草剤組成物を提供
することができる。この除草剤組戒物は、対象とする植
物の種類によっても異なるが、該化合物の使用量を調節
することによって、植物生長調節剤として用いることが
可能である。

また、植物と同様のし−システインの生合戒経路を有す
る微生物に対しても、本発明の化合物は有効である。す
なわち、該化合物を殺薗戒分として含有する組或物を提
供することができ、対象とする微生物の種類あるいは該
化合物の使用量によって、抗菌剤あるいは殺菌剤として
用いることが可能である。

（ｅ）実施例 以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明する。

実錐例１ ２−プロモカプロン酸エチル２３９ｇ、イソキノリン１
２９ｇ、１．４−ジオキサン５００　ｍｌを１００゜Ｃ
で５時間反応させた。冷却後、２層分離した上層部をデ
カンテーション廃棄し、赤褐色の下層部を酢酸エチルで
数回洗浄しゲル状物を得た。次いで、そのゲル状物を酢
酸エチルで洗浄し結晶として、２（Ｎ−インキノリニウ
ムブロミド）カブロン酸エチル２１１ｇを得た。ア七ト
ンから再結晶し、無色の結晶１４１ｇを得た。この化合
物の融点は１２２℃であった。

次に、２−（Ｎ−イソキノリニウム）カブロン酸エチル
ブロミド１４．１ｇ、粉砕した水酸化カリウム（８５％
）５．３ｇ、エタノール８０ｍｌ、水８ｍｌを大気中で
攪拌しなから２，５時間加熱還流し更に室温下５０時間
攪拌を続けた後、暗赤色の反応物を得た。

反応系にＩＮ塩酸４０ｍｌを添加した後、減圧乾固した
。次いで、エタノールに再溶解し沈殿物を枦別した後、
エタノールを減圧留去し反応混合物９．８ｇを得た。

得られた反応混合物は、システインシンターゼ阻害活性
を指標に特に活性の高い画分の分離することにより精製
を行った。

該反応混合物２００ｇを、先ずメタノール／水（７５／
２５）で抽出し残渣を得た。該残渣を順次以下の力ラム
クロマトグラフイー，シリカゲル力ラムー溶離液テトラ
ヒドロフラン，シリカゲル力ラムー溶離液アセトニトリ
ル／水（８５／１５），オクチル化シリカゲル力ラムー
溶離液アセトニトリル／水（８５／１５），オクタデシ
ル化シリカゲル力ラムー溶離液メタノール／水（８５／
１５），シリカゲル力ラムー溶離液クロロホルム／メタ
ノール／水（６５／３５／１０の下層）を行い、次いで
薄層クロマトグラフィー，シリカゲルプレートー展開液
クロロホルム／メタノール／水（６５／３５／１０の下
層〉を行い、赤色物質約４０ｍｇを得た。該赤色物質を
更に以下の薄層クロマトグラフィー，オクタデシル化シ
リカゲルプレートー展開液メタノール／水（９０／１０
）、次いでオクタデシル化シリカゲルプレートー展開液
アセトニトリル／水（　８５／１５）を行い、粉末状の
赤色物質（化合物Ａとする＞　２５ｍｇ，　ｑ色物質（
化合物Ｂとする）５ｍｇ，黄色物質（化合物Ｃとする＞
３ｍｇを得た。化合物Ａはベンゼン溶液から再結晶精製
を行った。

また、化合′！ｆＪＩＪＪＢ，Ｃは、化合物Ａを光等に
よる部分分解により生或することができた。

化合物Ａ，Ｂ，Ｃの理化学的特性は以下の通りで、夫々
の化学構造は下記式（ＩＶ），（Ｖ），＜Ｖｌ）の化合
物であることが判った。

化合物Ａの理化学的特性 融点：１２０〜１２３℃（分解を伴う〉高分解能マスス
ペクトル：親イオンピークｍ／ｅ　５００．２３２１ 分子式二Ｃ　３ｏＨ　３２０　５　Ｎ　２（計算値５０
０．　２３１１） 赤外吸収スペクトル： ２９５６．　２９２６，　１７１８，　１６７３，　１
５４５，　１４６３，１２７９．　８９９，　７５８，
　７１６　ａｍ−”に特性吸収’Ｈ　　ＮＭＲ　（Ｃｄ
ＣＩ，）δ値：０．５５．　０．８１ｐｐｍにメチルプ
ロトンの特性吸収、０．８−１．０５，　１．０５−１
．２，　１．２−１．５，　１．６５−１．８２．１５
−２．３，　２ｊ５−２．４５，４．２８４．　５２ｐ
ｐｍにメチレンプロトンの特性吸収、３．７７，　４．
９６ｐｐｍに脂肪族メチンの特性吸収、７．１１，　７
．２−７ｊ５　　７ｊ８，　７．４３，７．　７ｐｐｍ
に芳香族プロトンの特性吸収１３Ｃ−ＮＭＲ　（ＣＤ３
０Ｄ）δ値：１３．９，　１４．２ｐｐｍにメチル炭素
原子の特性吸収、２２．５，　２３．１，　２９、２，
　２９．６，　３１。２．　３１．３５０．　７ｐｐｍ
にメチレン炭素原子の特性吸収、５ｇ．９，　６７．５
，　１２１．５，　１２３．４，　１２４．３，　１２
６．８，１２７．８，　　１２８．７，　　１２９．１
，　　１３３．７ｐｐｍにメチン炭素原子の特性吸収、 １０９．５，　１２７．１，　１３１．２，　１３２．
６，　１３９．５１４０．０，　１４１．０，　１５２
．８，　１７３．２，　１７４．５１８０．　１ｐｐｍ
に水素原子と結合していない炭素原子の特性吸収 紫外・可視吸収スペクトル：λ．．８ ３９０，　４７７ｎｍ　（ＣＨａＣＮ）、４００．　４
８９ａｍ（ＣＦ｛３０Ｈ）、４０５，　５２３ｎｍ　（
ｐＨ８ホスフェートバッファ水溶液） 化合物Ｂの理化学的特性 マススペクトル：　ｅ／ｍ Ｅ丁法）　　　３８４，　　３４０，　　３１２，２９
７．２８３．２７１２７０．　２４１　　２１５ 紫外・可視吸収スペクトル：λ．，８ ３９４（肩）， ４１５ｎｍ　　（　Ｐｔ｛８ホスフェートバッファ水溶
液）イ合物Ｃの理　学的特性 マススペクトル：　ｅ／ｍ ＥＩ法）　　４５４，　３４０，　３３９，　２９７，
　２８４，　２８３２７１，　２７θ．　２４２，　２
４１，　２１４．　４３紫外・可視吸収スペクトル：λ
ｆｆｉａｘ４０２，　５１４ｎｍ　　（　ｐＨ８ホスフ
ェートバッファ水溶液） Ｃ４Ｈｌｌ−ＣＨ−ＣＯＯＨ ｉ Ｃ４Ｈ９　　ＣＨ２ 実施例２ 以下の方法に゛より、システインシンターゼをホウレン
ソウ葉より分離精製し評価に使用した。

新鮮なホウレンソウ１００〜１５０ｇを、予め２℃に冷
却した１０ｍＭ２−メルカブトエタノールと０．　２５
Ｍショｍを含むＯ．　１Ｍホスフエートバツファ溶液（
ｐＨ７．５１　４００〜５００　ｍｌ中でブレンダーを
用いて約２分間ホモジナイズした。得られたホモジネー
トを遠心脱水機により固形分を除去し、更に１１０００
　ｘ　ｇで３０分間の遠心分離により上清を分離した。

粗抽出液を８０’Ｃの湯浴上で激しく攪拌下６０℃，２
分間の加熱処理を行い、次いで４℃に急冷した後、１１
０００　ｘｇで２０分間の遠心分離により沈殿物を除去
した。該上清に硫酸アンモニウムを０．　２０９ｇ／　
ｍｌの割合で徐々に加え溶解しそのまま３０分間放置し
た後、１１０００　Ｘｇで２０分間遠心分離を行い沈殿
物を除去した。得られた上清に更に硫酸アンモニウムを
０．２３８ｇ／ｍｌの割合で徐々に加え溶解しそのまま
３０分間放置した後、生じた沈殿を１１０００　Ｘｇで
２０分間の遠心分離により沈殿させ上清を廃棄した。

得られた沈殿物を１０ｍＭ２−メルカプトエタノールと
０．５ｍＭ　ＥＤＴＡを含む０．　０３Ｍホスフェート
バッファ溶液（ｐＨ８．０）　（バッファ溶液一Ｂとす
る）３０ｍｌに再溶解し、バッファ溶液一Ｂを用いて一
晩透析した。透析液を予めバッファ溶液一Ｂで平衡化し
たＤＥＡＥ−セファデックス八−５０カラム（１５Ｘ４
０ｍｍ）に充填した。カラムに、０．　０３　〜０．　
２０Ｍリニア濃度勾配のホスフェートバッファ溶液（　
ＩＯｍＭ２−メルカブトエタノールと０．５ｍＭＥＤＴ
Ａを含有、ｐＨ８．　０＋を流速１　ｍｌ　／　ｍで８
０ｍｌ流し、４ｍｌごとに分画した。０．１１０〜０．
　１７５Ｍホスフェート画分を集め、硫酸アンモニウム
を０．６６２ｇ／ｍｌの割合で徐々に加えタンパク成分
を沈殿させ、１６０００　Ｘｇで２０分間遠心分離を行
い上清を廃棄した。沈殿を少量のバッファ溶液一Ｂに再
溶解し、同じバッファ溶液を用いて一晩透析した。この
透析液をシステインシンターゼ溶液として用いた。

次に、システインシンターゼの阻害活性は以下に記した
方法で行った。

１０ｍｌの活栓付き試験管に５．０ｍＭＯ−アセチルー
し−セリン，５、ＯｍＭ流下ナトリウム，阻害剤候補４
０μＭ　〜５．　ＯｎＭを含む０．　０５Ｍホスフエー
トバツファ溶液（　ｐＨ８．　０）　１　ｍｌを入れ、
２５℃で２分間インキユベートした後、適当な活性を有
するシステインシンターゼ溶液２０μ夏を添加し激しく
振盪しながら２５℃で１０分間インキユベートした。阻
害活性は、生戒したシステイン量について阻害剤添加系
の阻害剤無添加系（コントロール）に対する割合から求
めた。０−アセチルーＬ−セリン濃度および阻害剤候補
濃度の２水準についてシステインシンターゼ阻害活性を
求め、ディクソン（Ｄｉｘｏｎ）プロットより阻害定数
（Ｋｉ値）を求めた。

化合物Ａ，Ｂ，Ｃのシステインシンターゼ阻害活性を測
定し、Ｋｉ値は夫／ｚｌ６ｎＭ，　２．８　μＭ　，　
２２ｎＭであった。

実施例３ 化合物Ｂのタバコ細胞に対する増殖＠害活性を以下の方
法により評価した。新鮮重量１、Ｏｇの該細胞を、１０
−’Ｍのα−ナフタレン酢酸と１０−６Ｍのペンジルア
デニンとを含むムラシゲースクーグ（ＭＳ）培地３０ｍ
１中に無菌下に植え付け、化合物Ｂを添加くテスト系）
または添加せず（コントロール系＞　３０００１Ｘの明
所下１２５ｒｐｍの条件で１週間振盪培養した。培養後
細胞を収穫し、その乾燥重量を比較した。その結果、タ
バコ細胞は、化合物Ｂを１ｐｐｍ以上の添加で生長阻害
が認められ、１０ｐｐｍの添加で完全に壊死することが
判った。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ［ここで、＝が単結合であるときは、Ｘは −ＣＨＲ＿１ＣＯＯＨで置換された窒素原子であり、＝
   が二重結合であるときは、Ｘは窒素原子である。Ｒ＿１
   は炭素数２〜６のアルキル基である。Ｒ＿２は水素原子
   又はカルボキシル基である。］ で表わされる多環複素環式化合物。
2. （２）請求項１記載の多環複素環式化合物を除草成分と
   して含有する除草剤組成物。