フグ肝臓中のテトロドトキシンのチオール化合物抱合による無毒的代謝機構の解明と応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14560080
• Research Institution: TOHOKU University
• Principal Investigator: 山下 まり 東北大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (50192430)
• Keywords: フグ / テトロドトキシン / 無毒化 / 代謝

Research Abstract

フグは、テトロドトキシン(tetrodotoxin, TTX,1)を肝臓や卵巣に大量に蓄積するが、その蓄積機構や代謝機構は、まだ解明されていない。また、一方、TTXは電位依存性Na^+チャネルの特異的阻害剤として作用し、フグ摂食による食中毒を引き起こし、その解毒剤は現在のところ存在しない。我々はヒガンフグ(Fugu pardalis)肝臓中に新規天然TTX同族体である、4-L-システインTTX(4-CysTTX,2)を見いだした。個体差はあるが、2は、ヒガンフグ肝臓中では1よりも多く存在する場合もあり、フグ肝臓におけるTTXの主要存在形態の1つであると考えられた。本研究では、2の構造の確認と生物活性、TTXとチオール化合物との反応、フグ肝臓中での2の生成機構の考察を行った。
TTX(1)とメルカプトエタノール(ME),GSHとの反応:
純品の1を用いて1と比較的反応し易いチオール及び反応条件を探した結果、pH8.0の緩衝液中、23000等量のME存在下で1.5時間では生成物は検出できなかったが、12時間後には、HPLCで新たなpeakを与え、その生成物4-METTX(6)のHPLC換算の収率は約40%であった。生成した6は、活性炭で処理し、HR-ESI MSで確認した([M+H]^+m/z 380.1091calcd.for[C_<13>H_<22>N_3O_8S],380.1128)。同様の条件でMEなしに、1を放置しても殆ど4を生じなかったので、MEは直接1と反応したと考えられた。一方、GSHも1の約5000等量をpH8.0で反応した場合、8時間後に約5%5を生じた。Cysの場合は、GSHに比べて溶解性が低く1との反応する濃度まで高めることができなかった。このことから、1は4に比べて非常に反応性が悪いがチオールと反応することが示された。4位の立体配置の異なる1,4ともに反応することから、反応中間体は、N3,C4間にイミンを形成しているのではないかと考えられた。以上から、anhydroTTXのみでなく、1のhemiaminal構造にもチオールが反応することが初めて明らかになった。

Research Products

• [Publications] Mari Yotsu-Yamashita et al.: "The structure of zetekitoxin AB, a novel saxitoxin analog from the golden frog Atelopus zeteki : a potent and selective sodium channel blocker"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 101(13). 4346-4351 (2004)
• [Publications] Yong Hae Kim, Mari Yotsu-Yamashita: "Potent neurotoxins : Tetrodotoxin, chiriquitoxin, and zetekitoxin from Atelopus frogs of Central America"J.Toxicol.Toxin Reviews. 22(4). 521-532 (2003)
• [Publications] Mari Yotsu-Yamashita, Dietrich Mebs: "Occurrence of 11-oxotetrodotoxin in the red-spotted newt, Notophthalmus viridescens, and further studies on the levels of tetrodotoxin and its analogues in the newt efts"Toxicon. 41. 893-897 (2003)
• [Publications] Marl Yotsu-Yamashita et al.: "Biological activity of 8,11-dideoxytetrodotoxin : Lethality to mice and the inhibitory activity to cytotoxicity of ouabain and veratnidine in mouse neuroblastoma cells, Neuro-2a"Toxicon. 41. 557-560 (2003)
• [Publications] 山下まり: "動物成分としての毒"朝倉書店. 5 (2003)