2020 Fiscal Year Annual Research Report
ドウモイ酸とカイニン酸の生合成を利用した多様な新規カイノイドの生産
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
19H04636
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山下 まり 東北大学, 農学研究科, 教授 (50192430)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ドウモイ酸 / グルタミン酸受容体 / 酵素変換 / カイニン酸 / カイノイド / 生合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ドウモイ酸(DA)とカイニン酸(KA)はカイノイドと呼ばれ、イオンチャネル型グルタミン酸受容体のカイニン酸タイプの強力なアゴニストである。DAは紅藻と珪藻、KAは紅藻で生産される。我々はDA, KAの開環型の前駆体を、紅藻ハナヤナギやマクリより単離、構造決定した。また、DAの開環型前駆体をDA生産珪藻培地に添加すると、DAに変換することを報告した。一方、Mooreらは、DA生産珪藻よりDA生合成遺伝子クラスターを、また、紅藻マクリよりKA生合成遺伝子クラスターを報告した。本研究では、DA, KAの開環型前駆体を環状化するDabCと KabC (α-KG依存性dioxygenase)を利用して新規カイノイドを得て、その生物活性を調べることを目的とした。DA生産珪藻Pseudonitzschia multiseriesは連携研究者の福島学院大学の小瀧裕一教授から供与いただき、当研究室で培養し、DNAを精製した。また、紅藻マクリは連携研究者の鹿児島大学、寺田竜太教授から供与いただき、DNAを抽出した。それぞれのDNAを鋳型としてMooreらの報告に基づきPCRによって、DabC, KabCの遺伝子を得て、発現ベクターに組み込み、大腸菌を用いてDabC, KabC酵素を発現させた。一方、DabC, KabCの基質となる開環型の前駆体は、プレニル基部分を修飾し、L-グルタミン酸と反応させて、化学合成で数種調製した。それを個別に上記の大腸菌発現系の培地に加えて、in vivo系の酵素反応による環状化を行い、生物活性が未知の新規のDA, KA類縁体を数種調製した。また、これらの化合物は極性が非常に高く、培養液からの精製には方法を検討する必要があったが、ほぼ確立できた。一部はマウスを用いた生物活性試験を行った。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Synthesis of C12‐keto saxitoxin derivatives with unusual inhibitory activity against voltage‐gated sodium channels2020
Author(s)
Kanna Adachi, Tomoshi Yamada, Hayate Ishizuka, Mana Oki,Shunsuke Tsunogae, Noriko Shimada, Osamu Chiba, Tatsuya Orihara, Masafumi Hidaka, Takatsugu Hirokawa, Minami Odagi, Keiichi Konoki,* Mari Yotsu-Yamashita,* Kazuo Nagasawa*
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Journal Title
Chem. Eur. J.
Volume: 26
Pages: 2025-2033
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 合成サキシトキシン誘導体に対する電位依存性ナトリウムチャネルの感受性評価2021
Author(s)
千葉修, 山田智士, 角替俊輔, 島田紀子, 長 由扶子, 高柳優夏, 星 美波, 安達栞菜, 石塚 颯, 長澤和夫, 山下まり, 此木敬一
Organizer
日本農芸化学会2021年度大会
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