| Project/Area Number |
19J20430
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
前野 優香理 東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 構造活性相関 / 生合成 / 天然物化学 / ドウモイ酸 / 生合成遺伝子 / 生合成中間体 |
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| Outline of Research at the Start |
記憶喪失性貝毒ドウモイ酸（DA）は、一部の珪藻や紅藻類が生産する神経毒である。最近、赤潮の発生に伴い、珪藻が生産するDAは生態系へ大きな損害をもたらしている。しかし、生産生物がどのようにDAを生産する（生合成）のかは、未だ不明な点が多い。我々は、DAの生合成中間体の化学構造を明らかにすることで、DAの生合成経路の解明を目指している。さらに、予想された生合成経路をもとに、その生合成反応に関与する酵素を推定し、生合成遺伝子の同定に取り組む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
一部の珪藻類や紅藻類が生産するドウモイ酸（DA）は、哺乳動物の脳に発現するイオンチャネル型グルタミン酸受容体（iGluR）の強力なアゴニスト活性を有し、記憶喪失などの症状を引き起こす。近年、温暖化によりDA生産珪藻が大量繁殖し、DAの生合成は生態系へのリスクの点から注目されている。また、その特異な生理活性から、神経生理学の分野では研究用試薬として多用されている。本年度ははじめに、前年度に合成を達成した数種のDA類縁体の生物活性評価と、iGluRとのドッキングシミュレーションを行い、構造活性相関について調べた。生物活性評価にはマウスへの脳室内投与試験を採用し、行った。その結果、合成した類縁体のうち7’位にカルボニル基を有する類縁体を投与したマウスにおいて、激しい痙攣やスクラッチングなどの症状がみられた。次に、類縁体とiGluRとの結合様式について調べるため、iGluRのカイニン酸型受容体Gluk1とのドッキングシミュレーションを行った。結合モデルを確認すると、7’位のカルボニル酸素が受容体の489番目のチロシンのアミド窒素と水素結合を形成していた。このことから、7’位のカルボニル基が活性発現に重要であるという、生物活性試験の結果が理論的にも支持された。
今年度はさらに、代表的なDA生産珪藻であるNitzschia navis-varingicaからDAの生合成遺伝子の同定を試みた。委託によりN. navis-varingicaの全ゲノム解析、ORFの予測を行い、すでに報告されているカイノイド生合成酵素とのBLASTP相同性検索を行った。しかし、N. navis-varingicaのDA生合成遺伝子と推定される遺伝子は検出されなかった。相同性を指標とした探索は困難であることが予想されたため、今後はDA生産時期のN. navis-varingicaのRNAseqを行う必要がある。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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