JPH03287559A

JPH03287559A - 新規な酵素阻害剤

Info

Publication number: JPH03287559A
Application number: JP8947990A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Imanaka; 嘉彦今中
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1991-12-18

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、酵素阻害剤に関する。更に詳しくは、Ｌ−シ
スティンの生合成系の酵素システィンシンターゼ（Ｅ、
　Ｃ，４，２，９９，８１を強力に阻害するアラルキル
カルボン酸及びその誘導体に関する。

（ｂ）従来技術Ｌ−システィンは、タンパク成分として生物に不可欠な
化合物であり、植物、微生物と動物とでは全く別の生合
成経路により台底されている。植物、微生物特有のＬ−
システィン生合成を阻害することにより、動物に何等影
響を与えることなく植物、微生物を生長阻害あるいは壊
死させることが可能である。

植物、微生物においては、Ｌ−システィンは、Ｏ−アセ
チル−Ｌ−セリンと硫化物イオン（Ｓ２−３Ｈ−’）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
ィンシンターゼ（ＥＣ４，２，９９，８）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−システィンおよびＬ−システィンより
生合成される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
害な殺草剤、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、システィンシンターゼに対して実質的に
有効な阻害剤は未だ全く見出されていない。

（ｃ）発明の目的本発明者は、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、特定の芳香環を有するカ
ルボン酸及びその誘導体が著しいシスティンシンターゼ
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＞上記式（工〉において、Ｒは炭素数２〜１４のアルキル
基であり、具体的には、例えば、エチル。

プロピル、イソプロピル、ブチル、２−メチルプロピル
、ペンチル、ヘキシル、　２．４．４−）リメチルブチ
ル、３−エチルペンチル、オクチル、２，４４−トリメ
チルペンチル、ノニル、２−エチルヘキシル、デシル、
ドデシル、トリデシル、テトラデシル等が挙げられ、就
中、炭素数２〜１０の直鎖のアルキル基が好ましく、炭
素数４〜８のアルキル基が特に好虫しい。

Ａｒはフェナンチル基またはフルオレニル基であり、就
中、１−フェナンチル、９−フエナンチルまたは９−フ
ルオレニルが好ましい。

また、本発明のカルボン酸の誘導体とは、エステル、ア
ミドまたは塩を意味する。具体的には、エステル誘導体
は炭素数１〜４のアルキルエステルであり、アミド誘導
体はアンモニア、エチルアミン、イソプロピルアミン、
ブチルアミン等の炭素数１〜４のアルキルアミンまたは
ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミ
ン等のジアルキルアミンとの縮合により合成される酸ア
ミドであり、塩は通常のカルボン酸塩であり、体力チオ
ンとしてナトリウム、カリウム、リチウム。

カルシウム、マグネシウム、亜鉛、鉄、銅等の金属塩、
アンモニウム塩またはトリエチルアンモニウム、ジブチ
ルアンモニウム、Ｎ−エチルイソプロピルアンモニウム
、Ｎ、Ｎ−ジメチルブチルアンモニウム等のアミン塩で
ある。

上記式（Ｉ）で表わされる本発明の化合物は、一般的に
は、以下の如く公知の方法により合成できる。かかる公
知反応において、溶媒、温度９時間等の反応の好適条件
は、反応の種類、出発原料等により異なるが、通常用い
られる範囲で適宜選択できる。

反応図式１）％式％反応図式２）Ａｒ反応図式３）例えば、特許公告公報昭和３８−６７７１号に記載の方
法に従い、合成することができる。

反応図式４）例えば、ジャーナル・オン・アメリカン・ケミカル・ソ
サエティ（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　
ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ）６６巻１０８７頁（
１９４４年〉に記載の方法に従い、合成することができ
る。

より具体的に、例えば、前記式（１）で表わされる化合
物の好適な実施態様の１つである２−（１−フェナンチ
ル〉カプリル酸は、以下に記載の方法により合成できる
。

（合成法−１）予め活性化処理した亜鉛２．２ｇを入れ、α−ブロモカ
プリル酸エチル６．４　ｇ、　１，２．３．４−テトラ
ヒドロフェナントレン−１−オン５．０ｇ、ベンゼン１
０ｍ１とからなる溶液的３ｍｌを加え、反応の様子を見
ながら加熱し、残りの溶液をゆっくり反応系を冷却後、
２０％硫酸１２ｍ１中に注ぎ入れる。反応系をベンゼン
で抽出し、５％硫酸、炭酸ナトリウム水溶液、水の順に
洗浄の後、硫酸マグネシウムで乾燥する。次いで、溶媒
を留去すると淡黄色の液体８．８ｇが得られる。

該反応物ｓ、ｓｇ、赤リン１．７ｇ、ヨード０．５ｇ。

水０．５ｍｌ、氷酢酸２５ｍ１を３時間加熱還流させる
。

反応系を熱濾過し、攪拌下に亜硫酸ナトリウム水溶液中
に注ぎ込む。次いで、有機層をエーテル抽出し、水、炭
酸ナトリウム、水の順に洗浄の後、硫酸マグネシウムで
乾燥させる。溶媒を留去すると７．４ｇの粘稠な液体が
得られる。

該反応混合物７．４ｇ、硫黄１．Ｏｇを２２０℃で２時
間反応させる。得られる反応混合物をエチルエーテル２
０ｍ！で希釈し０．５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液、水の
順に洗浄の後、硫酸マグネシウムで乾燥させる。溶媒を
留去すると５，１ｇの粘稠な液体が得られる。吸着剤シ
リカゲル６０展開溶剤ｎ−ヘキサン／クロロホルム（２
／１）を用いてカラムクロマトグラフィーにより分離精
製すると２−（１フエナンチル）カプリル酸エチル２．
６ｇが得られる。次いで、該エステル２．０　ｇ、２Ｎ
水酸化ナトリウム水溶液７．５ｍｌ、エタノール１０ｍ
１を２時間加熱還流させる。反応混合物から溶媒を留去
し水に再溶解する。該水溶液をエチルエーテルで洗浄の
後、１Ｎ塩酸で酸性にしエチルエーテルで抽出する。該
抽出物を水洗し硫酸マグネシウムで乾燥の後、溶媒を留
去すると粘稠な液体１．７ｇが得られる。得られる化合
物はすぐに結晶化し、高純度な２−１−フェナンチル〉
カプリル酸が得られる。

また、本発明の前記式（Ｉ＞で表わされる化合物の好適
な別の実施態様の１つである２−（９フエナンチル〉カ
プロン酸は、以下に記載の方法により合成できる。

く合成法−２〉約０．１モルのブチルマグネシウムプロミドを溶かした
ベンゼン溶液８０ｍ１中に９−シアノフェナントレン１
０ｇを添加し、窒素気流下に３時間加熱還流する。冷却
後、６Ｎ塩酸５０ｍ１を冷却しながら添加し、次いで６
時間加熱還流する。冷却後、有機層を分離し、炭酸水素
ナトリウム水溶液、水の順に洗浄し硫酸マグネシウムで
乾燥させる。溶媒を留去すると粘稠液体１２ｇが得られ
る。

該反応物質１２ｇ、水酸化カリウム１，８０％ヒドラジ
ンヒトレート４．６ｍｌ、ジエチレングリコール４４ｍ
１を混合し１，５時間加熱還流の後、水分を留去し、次
いで、更に反応系の温度を高め約２００℃で２時間反応
させる。急冷後、水４４ｍ１で希釈し６Ｎ塩酸２６ｍ１
をゆっくり加える。析出する沈殿物を枦取し、水洗後乾
燥する。吸着剤シリカゲル６０展開溶剤ｎ−ヘキサンを
用いてカラムクロマトグラフィーにより分離精製すると
９−ペンチルフェナントレン５．５ｇが得られる。

次いで、該化合物５．５ｇ、Ｎ−プロモスクシニミド４
．２ｇ、ベンゾイルパーオキシド７０■、４塩化炭素３
０ｍ１を混合し、窒素気流下７時間加熱還流する。冷却
後、濾過し得られる枦液から溶媒を留去し固形物として
７．５ｇが得られる。

シアン化ナトリウムＯ，ｆｚｒ、ジメチルスルホキシド
３ｍｌの分散液中に、該反応物３．６ｇ、ジメチルスル
ホキシド２．５ｍｌからなる溶液を窒素気流巾約７０℃
に加熱下ゆっくり添加し１時間反応させる。

次いで、水２０ｍ１添加し、エチルエーテルを用いて抽
出し、６Ｎ塩酸、水の順に洗浄後、硫酸マグネシウムに
より乾燥させる。溶媒を留去すると粘稠液体２，７ｔが
得られ、吸着剤シリカゲル６０展開溶剤ｎ−ヘキサン／
クロロホルム＜２／１）を用いてカラムクロマトグラフ
ィーにより分離精製すると９−（２−シアノペンチル）
フェナントレン１．８ｇが得られる。

該シアノ化合物１．８ｇ、水酸化カリウム１．３ｇ。

水７　ｍｌ　、エチレングリコールモノエチルエーテル
５．２ｍｌを混合し、窒素気流下５時間加熱還流する。

該反応物を塩酸１．２ｍｌ、水１０ｍ１中に添加する。

得られる固形物を水洗後、乾燥させ反応混合物１°８ｇ
が得られる。該反応混合物をアルカリ溶解し、沈殿を除
去後酸析することにより２−（９−フェナンチル〉カプ
ロン酸１，３ｇが得られる。

本発明の前記式（工〉で表わされる化合物は、高いシス
ティンシンターゼ阻害活性を有しており、該化合物を活
性成分とする除草剤を提供することができる。かかる除
傘剤は、水和剤、乳剤、噴霧用溶液、粉剤、浸漬剤９分
散剤９粒剤等の通常の製剤形態として使用されうる。ま
た、対象とする植物の種類、植物の生育段階、環境条件
等により異なるが、該化合物の使用量を調節することに
よって、植物生長調整剤としても使用することができる
。

また、植物と同様のＬ−システィン生合成系を有する微
生物に対しても、本発明の化合物は有効である。すなわ
ち、該化合物を殺菌成分として含有する組成物を提供す
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使用
できる。

（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。

実施例１前記合成法１と同様にして、以下の化合物を合′成した
（表１）。

Ｘ−ＣＨＣｏＯＲ以下に、化合物１のＩＨ−ＮＭＲの特性吸収（δ値〉を
示した。

δ値（ｐｐｍ）　：　０．８６　＜　）リプレット）　
、　１．２〜１．４（マルチプレット）、１．９〜２．
０（マルチブレラ））、２．２５〜２ｊ５（マルチブレ
ット）、４．４６（トリブレット）、７．６〜７．７　
〈マルチプレット〉。

７．８〈ダブレット）、７．９（ダブレット）、８．０
７（ダブレット）、８．６５〜８．７５＜マルチプレッ
ト〉実施例２反応図式１に則り、出発原料にフルオレノンを用いて合
成法１と同様にして以下の化合物を合成したく表２）。

表　　　２値〉を示した。

δ値（ｐｐｍ）　：　０．７２　（）リブレット）、０
．７５〜０．８５（マルチプレット）、１．０〜１．２
（マルチプレツ））、１．２〜１．３（マルチプレット
）、１．４〜１．５（マルチプレット）、３．１５〜３
．２（マルチプレット）、４．２５（ダブレット）、７
．２８〜７．３８（マルチプレット）、７．４０（）リ
ブレット）、７．５６（トリプレット）、７．７６＜ダ
ブレット）実施例３前記合成法２により以下の化合物を合成したく表３〉。

Ｘ−ＣＨＣｏｏ−Ｒ以下に、化合物５の１８−ＮＭＲの特性吸収（８表　　
　３以下に、化合物９の”Ｈ−ＮＭＲの特性吸収（δ値）を
示した。

δ値（ｐｐｍ）　：　０．８８　（）リブレット）、１
．３〜１．５（マルチプレット）、１．９５〜２，１（
マルチプレ・ント）、２．２５〜２．４（マルチプレッ
ト）、４．４（トリプレット）、７．５５〜７．７（マ
ルチプレット〉。

７．８８（シングレット）、７．８５＜ダブレット）。

８．１９（ダブレット＞、８．６５＜ダブレット）、８
．７６くダブレット）実施例４（酵素阻害活性の評価）以下の方法により、システィ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１００〜１５０　ｇを、予め２℃に
冷却した１０ｍＭ２−メルカプトエタノールと０．２５
Ｍショ糖を含む０．１Ｍホスフェートバッファ溶液（ｐ
Ｈ７，５）　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×
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℃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、１
１０００　Ｘ　ｇ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３４）分
間放置した後、１１０００　Ｘ　ｇで２０分間遠心分離
を行い沈殿物を除去した。得られた上滑に更に硫酸アン
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１１０
００　Ｘ　ｇで２０分間遠心分離により沈降させ上清を
廃棄した。

得られた沈殿物を１０ｍＭ２−メルカプトエタノールと
０．５ｍＭＥＤＴＡ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−Ｂとする〉
３０ｍ１に再溶解し、バッファ溶液−Ｂを用いて一晩透
析した。透析液を予めバッファ溶液−Ｂで平衡化したＥ
ＤＡＥ−セファデックスＡ−５０カラム（１５Ｘ４０ｍ
＞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（１０ｍ１１２−
メルカプトエタノールと０．５ｍＭＥＤＴＡを含有、ｐ
Ｈ８，０）を流速１　ｍｌ　／　ｍで８０ｍ１流し、４
ｍｌ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０．６６２　ｇ
／ｍｌの割合で徐々に加えタンパク成分を沈殿させ、１
６０００Ｘｇ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−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ィ
ンシンターゼ溶液として用いた。　　　次に、システィ
ンシンターゼの阻害活性は以下に記した方法で行った。

１０ｍ１の活栓付き試験管に５．０ｍ１１Ｏ−アセチル
−Ｌ−セリン、５．０ｍＭ流下ナトリウム、阻害剤２０
０〜０μＭを含む０．０５Ｍホスフェートバッファ溶液
（ｐＨ８，０）　１　ｍｌを入れ、２５℃で２分間イン
キュベートした後、適当な活性を有するシスティンシン
ターゼ溶液２０μｍを添加し激しく振盪しながら２５℃
で１０分間インキュベートした。該酵素反応にまり生成
するシスティンの量を測定した。

酵素阻害活性は、阻害剤添加系のシスティン生成量と阻
害剤無添加系〈コントロール〉のシスティン生成量との
比で示され、阻害剤を４０μＭ添加した時の比の値から
求めた＜１００ｘ添加系生成量／無添加系生戒量）。ま
た、０−アセチル−Ｌ−セリン濃度及び阻害剤候補濃度
の２水準についてシスティンシンターゼ阻害活性を求め
、デイクソン（Ｄｉｘｏｎ）プロットより阻害定数（Ｋ
ｉ値）求めた。

表４に化合物１〜９のシスティンシンターゼ阻害活性を
示した。

表　　　４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
乾燥重量の比較した。その結果を表５に示した。

表実施例５

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ）ただし、式中Ｒは炭素数２〜１４のアルキル基であり、
Ａｒはフェナンチル基またはフルオレニル基である。で表わされるカルボン酸及びその誘導体。
（２）請求項１記載のカルボン酸及びその誘導体を活性
成分として含有することを特徴とする除草剤組成物。