Elucidation of the physiological role and synthetic pathway of D-aspartic acid in algae

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06193
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: YOKOYAMA Takehiko 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (60296431)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 珪藻 / アスパラギン酸 / ヒジキ / ホンダワラ

Outline of Final Research Achievements

D-aspartic acid (D-Asp), which is rare in eukaryotes, has been found in seaweeds belonging to the Sargassum family except those belonging to the Teretia section and in the diatom Asterionellopsis glacialis. When Asterionellopsis glacialis is hypoxic, both L-Asp and D-Asp decrease, suggesting that D-Asp is an energy source under hypoxic conditions. This result was similar to the change of D-Asp observed in the blood shell. Although D-Asp is synthesized from L-Asp by aspartate racemase in blood shell, the mechanism of D-Asp synthase in algae remains unknown.

Free Research Field

水産化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

真核生物に稀な物質であるD-Aspの生理機能や代謝機構の研究は主に動物で行われている。植物における知見はほとんどないが，D-Aspはホンダワラ科の海藻で認められている。本研究では微細藻類で初めて，珪藻Asterionellopsis glacialisに他の微細藻類の200倍以上のD-Aspが認められていることを発見し，他の珪藻を含む微細藻類にはほとんど認められないことを明らかにした。珪藻においてD-Aspは低酸素条件下におけるエネルギー源となっていると示唆される結果を得たことは，植物において未解明なD-Aspの役割およびその代謝機構を解明していくための第一歩として学術的に大変意義がある。