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2022 Fiscal Year Annual Research Report

化学的手法によるテトロドトキシンとサキシトキシンの生合成機構の解明

Research Project

Project/Area Number 20H02921
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

山下 まり  東北大学, 農学研究科, 教授 (50192430)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsテトロドトキシン / サキシトキシン / 生合成
Outline of Annual Research Achievements

[1]テトロドトキシン(TTX)の新規類縁体の探索と生合成経路の推定:フグより発見した超微量のTTX類縁体2種について構造解析に必要な量を単離でき、クライオプローブを用いた2DNMRを測定し、構造解析を行った。その結果、1種は9-epiTTXのヘミラクター体と10,8-lactone体の混合物であった。これらは平衡混合物と考えられたがNMRでは変換は確認できず、遅い平衡と考えられた。また、これまでのTTXおよび類縁体はヘミラクタール体と10,7-lactone体の平衡混合物であり、9-epi体は特殊であった。そのため、それぞれについてエネルギーを計算して比較したところ、9-epiTTXでは、10,8-lactone体が10,7-lactone体より安定であることが示され、実験結果が裏付けられた。もう1種の化合物(Tb-242b)は、スピロ二環性グアニジノ化合物でTTX前駆体と推定しているTb-242aの9-epi体であった。これらの新規TTX関連化合物の構造の比較から、TTX生合成において9-epi体を生成するシャント経路が存在することが推定された。以上の結果はJournal of Natural Products 2022に論文発表した。
[2]サキシトキシン(STX)の新規類縁体と生合成経路の推定:STX生合成において、三環を形成してから酸化される経路を想定し、最も酸化度が低く、STXの特徴である三環を有する化合物を、研究協力者の長澤和夫教授(東京農工大学)らの合成中間体から誘導して、化学合成した。その化合物を用いて、淡水産の有毒藍藻や、海産有毒渦鞭毛藻類中に存在するかどうかをLCMSで探索した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (37 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] フランクフルト大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      フランクフルト大学
  • [Int'l Joint Research] Pacific Adventist University(パプアニューギニア)

    • Country Name
      PAPUA NEW GUINEA
    • Counterpart Institution
      Pacific Adventist University
  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      カリフォルニア大学
  • [Journal Article] フグ毒テトロドトキシンの生合成経路の推定2023

    • Author(s)
      山下まり, 工藤雄大, 上山 望, 八重樫優士, 長由扶子, 此木敬一
    • Journal Title

      月刊海洋 フグ毒と麻痺性貝毒の産生と動態に関する研究の現状と展望

      Volume: 55 Pages: 47-52

  • [Journal Article] 渦鞭毛藻における麻痺性貝毒の生合成,月刊海洋 フグ毒と麻痺性貝毒の産生と動態に関する研究の現状と展望2023

    • Author(s)
      長 由扶子,日出間 志寿,大村 卓朗,土屋 成輝,小池 一彦,小池 香苗, 山下 まり
    • Journal Title

      ,月刊海洋 フグ毒と麻痺性貝毒の産生と動態に関する研究の現状と展望

      Volume: 55 Pages: 65-69

  • [Journal Article] 陸棲両生類イモリおよびカエルにおけるテトロドトキシンの起源と蓄積および推定生合成経路2023

    • Author(s)
      工藤雄大, 山下まり
    • Journal Title

      月刊海洋 フグ毒と麻痺性貝毒の産生と動態に関する研究の現状と展望

      Volume: 55 Pages: 53-59

  • [Journal Article] First record of the diatom Nitzschia Navis-varingica ( Bacillariophyceae ) producing Amnesic Shellfish Poisoning-Toxins from Papua New Guinea.2022

    • Author(s)
      Gorapava, C.; Nih, S.; Maeno, Y.; Pin, C.; Teen, P.; Yotsu-Yamashita, M.; Terada, R.; Kotaki, Y.*
    • Journal Title

      Toxicon

      Volume: 216 Pages: 65-72

    • DOI

      10.1016/j.toxicon.2022.06.016

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Isolation and biological activity of 9-epiTetrodotoxin, and isolation of Tb-242B, possible biosynthetic shunt products of tetrodotoxin from pufferfish2022

    • Author(s)
      Yuji Yaegashi, Yuta Kudo, Nozomi Ueyama, Ken-ichi Onodera, Yuko Cho, Keiichi Konoki, Mari Yotsu-Yamashita*
    • Journal Title

      J. Nat. Prod.

      Volume: 85 Pages: 2199-2206.

    • DOI

      10.1021/acs.jnatprod.2c00588

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Screening method for tetrodotoxin using immunochromatographic test kit2022

    • Author(s)
      Ryoma Minami, Kaori Taniguchi, Hironobu Matsuo, Kazunari Tsujimura, Ryoma Miura, Yusuke Shibahara, Kentaroi Kawatsu, Mari Yotsu-Yamashita, Tomohiro Takatani, Osamu Arakawa*
    • Journal Title

      Nippon Suisan Gakkaishi

      Volume: 88 Pages: 515-522

    • DOI

      10.2331/suisan.22-00031

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] State-Dependent Inhibition of Voltage-Gated Sodium Channels in Neuroblastoma Neuro-2A Cells by Arachidonic Acid from Halichondria okadai2022

    • Author(s)
      Osamu Chiba, Noriko Shimada, Shutaro Yoshio, Yuta Kudo, Yuko Cho, Mari Yotsu-Yamashita, Keiichi Konoki*
    • Journal Title

      Chemical Research in Toxicology

      Volume: 35 Pages: 1950-1961

    • DOI

      10.1021/acs.chemrestox.2c00062

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metabolic inhibitor induces dynamic changes in saxitoxin biosynthesis and metabolism in the dinoflagellate Alexandrium pacificum (Group IV) under in vivo labeling condition2022

    • Author(s)
      Yuko Cho*, Shigeki Tsuchiya, Takuo Omura, Kazuhiko Koike, Keiichi Konoki, Yasukatsu Oshima, Mari Yotsu-Yamashita
    • Journal Title

      Harmful Algae

      Volume: 122 Pages: 102386

    • DOI

      10.1016/j.hal.2022.102372

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nontoxic Enantiomeric Reference Materials for Saxitoxins2022

    • Author(s)
      Ryuichi Watanabe, Yuka Takayanagi, Osamu Chiba, Shota Itoda, Hayate Ishizuka, Minami Odagi,Mayu Ozawa,Hajime Uchida,Ryoji Matsushima,Keiichi Konoki, Mari Yotsu-Yamashita, Kazuo Nagasawa, Toshiyuki Suzuki
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 32 Pages: 11144-11150

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.2c00836

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 麻痺性貝毒サキシトキシンの推定生合成中間体の合成研究2023

    • Author(s)
      ○廣住燎亮, 長 由扶子, 工藤雄大, 此木敬一, 長澤和夫, 山下まり
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] In vivo標識による渦鞭毛藻サキシトキシン生合成に対するコルヒチンの作用の動的解析2023

    • Author(s)
      ○長 由扶子、土屋 成輝、大村 卓朗 、小池 一彦、此木 敬一、大島 泰克、山下 まり
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] オキナワフグ(Chelonodon patoca)由来の新規テトロドトキシン類縁体の単離、構造決定2023

    • Author(s)
      ○青沼 栞里, 工藤 雄大, 長 由扶子, 此木 敬一, 山下 まり
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] 電位依存性ナトリウムチャネルに対するサキシトキシン合成誘導体の感受性評価2023

    • Author(s)
      ○小林巧、吉尾柊太郎、千葉修、濡木 絢斗、高柳 優夏、石塚 颯、工藤雄大、長由扶子、山下まり、長澤和夫、此木敬一
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] MSを用いた新規リン酸トリエステル化合物とγ-ブチロラクトン化合物の探索、および構造解析と活性評価2023

    • Author(s)
      ○工藤 雄大, 此木 敬一, 山下 まり
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] サキシトキシンの推定生合成中間体の合成と有毒藍藻および渦鞭毛藻における同定2023

    • Author(s)
      ○袴田真有、石塚颯、安達栞菜、大澤瞳生、東海林千容、長由扶子、工藤雄大、此木敬一、大島泰克、長澤 和夫、山下まり
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] 多価不飽和脂肪酸による電位依存性ナトリウムチャネルの阻害機構2023

    • Author(s)
      ○Shutaro Yoshio, Osamu Chiba, Noriko Shimada, Yuta Kudo, Yuko Cho , Mari Yotsu-Yamashita Keiichi Konoki
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] パプアニューギニア産珪藻Nitzschia navis-varingicaのドウモイ酸生合成中間体の解析2023

    • Author(s)
      ○芦田康洋, Clyde Puilingi, 山田基生, 前野優香理, 工藤雄大, 長 由扶子, 此木敬一, 小瀧裕一, 山下まり
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
  • [Presentation] アミノ酸輸送体阻害剤が渦鞭毛藻STX生合成に及ぼす影響の動的解析2023

    • Author(s)
      ○長 由扶子・土屋 成輝・大村 卓朗・此木 敬一・大島 泰克・山下 まり
    • Organizer
      令和5年度日本水産学会春季大会
  • [Presentation] 致死性海藻中毒原因物質ポリカバノシド類の作用機序2023

    • Author(s)
      ○山下まり・土肥裕花・岩崎浩太郎・佐々木理・川島悠岐・島田紀子・工藤雄大・長 由扶子・此木敬一・佐々木誠
    • Organizer
      令和5年度日本水産学会春季大会
  • [Presentation] 非天然型サキシトキシン標準物質の開発2023

    • Author(s)
      ○渡邊龍一・高柳優夏・千葉 修・糸田将太・石塚 颯・小田木陽・小澤眞由・内田肇・松嶋良次・此木敬一・山下まり・長澤和夫・鈴木敏之
    • Organizer
      令和5年度日本水産学会春季大会
  • [Presentation] サキシトキシンC11位第三級アルコール型誘導体の合成と電位依存性Naチャネル阻害活性評価2023

    • Author(s)
      ○前野華子・濡木絢斗・石塚颯・高柳優夏・千葉 修・吉尾柊太郎・小林 巧・広川貴次・此木敬一・ 山下まり・長澤和夫
    • Organizer
      日本化学会第103会春季年会
  • [Presentation] Studies on Biosynthesis of Marine Toxins Based on The Chemical Structures2022

    • Author(s)
      ○Mari Yotsu-Yamashita
    • Organizer
      The Nakanishi Symposium
    • Invited
  • [Presentation] Prediction of biosynthetic pathways of major marine toxins based on their structural diversity2022

    • Author(s)
      ○Mari Yotsu-Yamashita, Yuta Kudo, Shigeki Tsuchiya, Satoshi Numano, Yuko Cho, Keiichi Konoki, Kazuo Nagasawa
    • Organizer
      Tohoku University -OIST 3rd Joint Workshop on Biodiversity: From Genes and Species to Ecosystem Services and Resilience
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Preparation of domoic acid and kainic acid analogues using the cyclases,and evaluation of their toxicities2022

    • Author(s)
      ○Motomi Yamada, Yukari Maeno, Yuichi Kotaki, Ryuta Terada, Masafumi Hidaka, Yuta Kudo, Yuko Cho, Keiichi Konoki, Mari Yotsu-Yamashita
    • Organizer
      Tohoku University - OIST 3rd Joint Workshop on Biodiversity: From Genes and Species to Ecosystem Services and Resilience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Screening for Nav inhibitors from the marine sponge Halichondria okadai and characterization of fatty acid modulation of Nav2022

    • Author(s)
      ○Shutaro Yoshio, Osamu Chiba, Noriko Shimada, Yuta Kudo, Yuko Cho, Mari Yotsu-Yamashita, and Keiichi Konoki
    • Organizer
      Tohoku University -OIST 3rd Joint Workshop on Biodiversity: From Genes and Species to Ecosystem Services and Resilience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放線菌シグナル分子の探索2022

    • Author(s)
      ○工藤雄大, 此木敬一, 山下まり
    • Organizer
      令和4年度 日本農芸化学会 北海道・東北支部 合同支部会
  • [Presentation] LC-MSを用いた放線菌由来新規シグナル分子とリン酸トリエステル化合物の探索2022

    • Author(s)
      ○工藤雄大,此木敬一, 山下まり
    • Organizer
      日本生薬学会第68回年会
  • [Presentation] 有毒イモリに含まれるテトロドトキシン関連化合物の探索に基づく生合成経路の推定2022

    • Author(s)
      〇工藤雄大、Charles T. Hanifin、長 由扶子、此木敬一、山下まり
    • Organizer
      第68回トキシンシンポジウム
  • [Presentation] 電位依存性ナトリウムチャネルを阻害する核酸アプタマーの探索2022

    • Author(s)
      ○小林 巧, 鳥海優人, 工藤雄大, 長 由扶子, 山下まり, 此木敬一
    • Organizer
      令和4年度 日本農芸化学会 北海道・東北支部 合同支部会
  • [Presentation] 安定同位体を利用した渦鞭毛藻における窒素同化とSTX生合成の動的解析2022

    • Author(s)
      ○長 由扶子、土屋 成輝、大村 卓朗、此木 敬一、大島 泰克、山下 まり
    • Organizer
      令和4年度 日本農芸化学会 北海道・東北支部 合同支部会
  • [Presentation] 麻痺性貝毒サキシトキシンの二環性推定生合成中間体の合成研究2022

    • Author(s)
      ○廣住燎亮, 長 由扶子, 工藤雄大, 此木敬一, 長澤和夫, 山下まり
    • Organizer
      令和4年度 日本農芸化学会 北海道・東北支部 合同支部会
  • [Presentation] 環化酵素を利用したドウモイ酸とカイニン酸類縁体の調製と毒性評価2022

    • Author(s)
      ○山田基生、前野優香理、小瀧裕一、寺田竜太、日高將文、工藤雄大、長由扶子、此木敬一、山下まり
    • Organizer
      第64回天然有機化合物討論会
  • [Presentation] 2種の12β-デオキシサキシトキシン類縁体の有毒藍藻および渦鞭毛藻からの同定2022

    • Author(s)
      赤松みちる、○廣住燎亮、長 由扶子、工藤雄大、此木敬一、大島泰克, 山下まり
    • Organizer
      第33回仙台万有シンポジウム
  • [Remarks] 東北大学大学院農学研究科天然物生命化学分野HP

    • URL

      https://www.agri.tohoku.ac.jp/bukka/index-j.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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