2018 Fiscal Year Annual Research Report
Physiological function and biosynthetic pathway of D-aspartate in marine macroalgae genus Sargassum
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16K07852
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
横山 雄彦 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (60296431)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ヒジキ / ホンダワラ属 / ホンダワラ科 / 海藻 / D-アスパラギン酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物では二枚貝のアカガイでD-Asp代謝酵素であるアスパラギン酸ラセマーゼ活性が認められ，精製にも成功したと報告されている。しかし，藻類におけるD-Asp代謝酵素は未解明である。ヒジキの粗酵素液でD-Aspを合成する基質を調べたところ，アスパラギン酸ラセマーゼ活性は認められず，D-アスパラギンを基質にするとD-Aspが生成した。これはアスパラギナーゼ活性に相当する。最終年度はヒジキを用いてD-アスパラギン酸（Asp）代謝関連酵素の精製に挑戦したが，採取したヒジキからはアスパラギナーゼ活性が出たり出なかったりと不安定であったため精製は困難であった。時期的には12月から1月と寒い時期に採取した時に活性が認められ，これはヒジキが最も成長する時期に一致している。寒い時期に酵素活性が高いと推測されるので，サンプルを採取する時期を考慮する必要がありそうだ。
研究期間全体を通じて実施した研究成果として，海藻におけるD-アスパラギン酸は，今のところホンダワラ科に属する海藻に限られており，ホンダワラ科に属していてもテレティア節に属する海藻には例外的にD-Aspが存在しないことが示唆された。また，D-アミノ酸を分析するときには微量検出できるように蛍光誘導体化試薬を用いるが，この時よく使われているオルトフタルアルデヒド（OPA）は第二級アミンであるプロリンを誘導体化できないため分析不可能であったが，FLECという蛍光誘導体化試薬を共存させることにより，D-プロリンの同時分析を可能にできた。
藻類におけるD-アスパラギン酸の生理的役割については，アカガイで低酸素条件下における補助エネルギーとしての役割が提案されている。ヒジキにおいても低酸素状態にするとD-アスパラギン酸が減少したことから，低酸素との関係が示唆された。
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