脊椎動物の進化軸から見た中枢神経Ｄ－セリン代謝とその役割の解明

• 研究課題/領域番号: 24590351
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 田中 裕之 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (10293820)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: Ｄ-セリン / Ｄ-アミノ酸オキシダーゼ / Ｄ-セリンデヒドラターゼ / PLP酵素 / アストロサイト / D-セリンデヒドラターゼ / スプライスバリアント / D-セリン / NMDA型グルタミン酸受容体

研究成果の概要

D-セリンは脊椎動物の中枢神経においてNMDA型グルタミン酸受容体に結合し、興奮性神経伝達物質として働いている。脊椎動物にはD-セリン分解酵素としてD-アミノ酸オキシダーゼ（DAO）とD-セリンデヒドラターゼ（DSD）の２つが知られる。本研究により、ニワトリ脳ではアストロサイトに発現するDSDがD-セリン濃度を調節していることを明らかにした。これまでの研究により、哺乳類の脳ではアストロサイトに発現するDAOがその役割を担っていることがわかっている。今回の結果とあわせて考えると、アストロサイトがD-セリン分解のために使う酵素は、進化の過程でDSDからDAOにスイッチしている可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of D-serine on spermatogenesis and extracellular signal-regulated protein kinase (ERK) phosphorylation in the testis of the silkworm, Bombyx mori. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki C, Tanigawa M, Tanaka H, Horiike K, Kanekatsu R, Tojo M, Nagata Y.
  • 雑誌名: J Insect Physiol 巻: 67 ページ: 97-104
  • DOI: 10.1016/j.jinsphys.2014.06.003
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of d-serine dehydratase in chicken tissues. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Tanaka H, Ishida T, Imai S, Matsusue Y, Agata Y, Horiike K.
  • 雑誌名: Acta Histochem. 巻: in press 号: 5 ページ: 244-4
  • DOI: 10.1016/j.acthis.2013.12.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Planarian D-amino acid oxidase is involved in ovarian development during sexual induction. (2014)
  • 著者名/発表者名: Maezawa T, Tanaka H, Nakagawa H, Ono M, Aoki M, Matsumoto M, Ishida T, Horiike K, Kobayashi K.
  • 雑誌名: Mech of Development 巻: 132 ページ: 69-78
  • DOI: 10.1016/j.mod.2013.12.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of D-aspartate oxidase from porcine kidney (2012)
  • 著者名/発表者名: Senda M., Yamamoto A., Tanaka H., Ishida T., Horiike K., Senda T.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. Sec. F Sytuct. Biol. Cryst. Commun. 巻: 68 号: 6 ページ: 644-646
  • DOI: 10.1107/s1744309112013243
  • 査読あり
• [学会発表] 5-Hydroxytryptophan acts as an ovary-inducing substance in asexual worms of the planarian Dugesia ryukyuensis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nanna Nagao, Takanobu Maezawa, Hiroyuki Tanaka, Kazuya Kobayashi.
  • 学会等名: 第48回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-06-02 – 2015-06-05
• [学会発表] D型アスパラギン酸が精子形成に及ぼす影響の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 富田圭司, 影山進, 村井亮介, 花田英紀, 田中裕之, 縣保年, 河内明宏
  • 学会等名: 第103回 日本泌尿器科学会総会
  • 発表場所: 石川県 金沢市
  • 年月日: 2015-04-18 – 2015-04-21
• [学会発表] D-Amino acid oxidase is involved in the ovarian development of asexual planarian worms. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka, Takanobu Maezawa, Yoshihiro Nishimura, Tetsuo Ihida, Kazuya Kobayashi, Yasutohi Agata
  • 学会等名: The 2nd International Conference of D-Amino Acid Research
  • 発表場所: Utsunomiya, Tochigi, Japan
  • 年月日: 2014-09-02 – 2014-09-05
• [学会発表] 安定同位体標識ダブシルクロリドによるアミンの定量的分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石田哲夫、田中裕之、西村嘉洋、坂本健補、堀池喜八郎
  • 学会等名: 第８６回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Escherichia coli由来ジヒドロピリミジンデヒドロゲナーゼのnFeS2鉄硫黄クラスターに配位するアミノ酸残基の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷泰史、吉田吉孝、秀瀬涼太、齊藤茂樹、中島洋、渡辺芳人、石田哲夫、田中裕之、堀池喜八郎、栗原達夫、江崎信芳、三原久明
  • 学会等名: 第８６回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ヒト血清アルブミンへのダンシルアミノ酸の結合機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石田哲夫、田中裕之、西村嘉洋、阪本健補、堀池喜八郎
  • 学会等名: 第１３回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] Switching from asexual to sexual reproduction in the planarian Dugesia ryukyuensis：The role of D-amino acid oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: 前澤孝信、田中裕之、小林一也
  • 学会等名: 第４６回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 松江
• [学会発表] 脊椎動物の進化とD-セリン代謝
  • 著者名/発表者名: 田中裕之、石田哲夫、西村嘉洋、坂本健補、堀池喜八郎
  • 学会等名: 第８６回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] フラビンオキシダーゼの生理的酸素濃度における活性測定と基質阻害の解析
  • 著者名/発表者名: 石田哲夫、田中裕之、西村喜洋、坂本健補、堀池喜八郎
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] プラナリアD-アミノ酸オキシダーゼのクローニングと性状解析
  • 著者名/発表者名: 西村喜洋、田中裕之、石田哲夫、前澤孝信、小林一也、堀池喜八郎
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
• [図書] D-Amino Acids : Physiology, Metabolism, and Application (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Ito, Tohru Yoshimura, Tetsuo Ishida, Hiroyuki Tanaka
  • 出版者: Springer