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2021 年度 実績報告書

渦鞭毛藻のSTX中間体輸送と生合成の微細機構

研究課題

研究課題/領域番号 19K06232
研究機関東北大学

研究代表者

長 由扶子  東北大学, 農学研究科, 助教 (60323086)

研究分担者 日出間 志寿  福島県立医科大学, 医学部, 助教 (30241558)
小池 一彦  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (30265722)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード生理活性物質 / 麻痺性貝毒 / 生合成 / 渦鞭毛藻 / 細胞内局在 / LCMS / 輸送 / サキシトキシン
研究実績の概要

最終年度に以下の成果が得られた。
【1.細胞抽出液によるin vitro変換実験】渦鞭毛藻粗抽出液の硫安分画各画分に化学合成した生合成中間体及び安定同位体標識前駆体を添加して、一つの画分で予想される反応が進行したことを高分解能LC-MSで確認した。
【2.生合成酵素SxtGの細胞内局在】渦鞭毛藻のSxtGを大腸菌に異種発現して得たリコンビナントSxtGタンパク質とA. catenella(Group I)有毒、無毒株の粗抽出液のWestern blottingにより、抗SxtGペプチド抗体が同様な移動度のバンドを与えることを確認した。さらに昨年度作成したアフィニティカラムを用いて抗SxtG抗体を精製し、共焦点レーザー顕微鏡観察で良好なシグナルが得られることを確認した。抗SxtA抗体と抗SxtG抗体の多重免疫染色により、両抗体でのシグナルが一致したことから、SxtGもSxtAと同様に葉緑体に局在していることが示唆された。
【3.STX類縁体の局在解析】GTX1/4特異的アプタマーがパラホルムアルデヒド固定したGTX1/4を認識することを確認した。抗STX抗体とGTX1/4特異的アプタマーでSTX類縁体の局在を調べたところ、両者のシグナルが異なる局在を示した。生合成酵素SxtAの局在とも異なることから、生合成あるいは蓄積のいずれかの過程で輸送がかかわっていることが明らかとなった。類縁体の構造によって生態学的役割が異なる可能性があるという仮説を提唱した。
今後環境の変動に応じてどのように生合成酵素の量、局在及び活性が変動するかを調べることで、STX生合成制御機構の解明へと展開する。近年の温暖化や自然災害などによる地球環境変化が毒化にどのように影響するかについて予測するための基盤となる有用な知見が得られたため、将来的には各種要因の影響を複合的に予測可能となることが期待される。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] First Identification of 12β-Deoxygonyautoxin 5 (12α-Gonyautoxinol 5) in the Cyanobacterium Dolichospermum circinale (TA04) and 12β-Deoxysaxitoxin (12α-Saxitoxinol) in D. circinale (TA04) and the Dinoflagellate Alexandrium pacificum (Group IV) (120518KureAC)2022

    • 著者名/発表者名
      Akamatsu Michiru、Hirozumi Ryosuke、Cho Yuko、Kudo Yuta、Konoki Keiichi、Oshima Yasukatsu、Yotsu-Yamashita Mari
    • 雑誌名

      Marine Drugs

      巻: 20 ページ: 166~166

    • DOI

      10.3390/md20030166

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of domoic acid analogues using a bioconversion system, and their toxicity in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Maeno Yukari、Kotaki Yuichi、Terada Ryuta、Hidaka Masafumi、Cho Yuko、Konoki Keiichi、Yotsu-Yamashita Mari
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 19 ページ: 7894~7902

    • DOI

      10.1039/d1ob01378e

    • 査読あり
  • [学会発表] 渦鞭毛藻における麻痺性貝毒の生合成2022

    • 著者名/発表者名
      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 , 及川 寛 , 此木 敬一 , 大島 泰克 , 山下 まり
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会春季大会ミニシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] フグ毒テトロドトキシンの生合成経路の推定2022

    • 著者名/発表者名
      山下まり , 工藤雄大 , 上山 望 , Charles T. Hanifin , 沼野 聡 , 長 由扶子 , 此木敬一
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会春季大会ミニシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 12β-deoxysaxitoxin の藍藻 Dolichospermum circinale (TA04)および渦鞭毛藻 Alexandrium pacificum (Group IV)からの同定2022

    • 著者名/発表者名
      山下まり , 赤松みちる , 長 由扶子 , 此木敬一 , 工藤雄大 , 大島泰克
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会春季大会
  • [学会発表] 渦鞭毛藻細胞における麻痺性貝毒成分の蛍光標識アプタマーによる可視化法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      長由扶子,大村卓朗,小池一彦,此木敬一,大島泰克,山下まり
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会春季大会
  • [学会発表] 渦鞭毛藻におけるサキシトキシン生合成酵素SxtGの発現、局在及び活性の解析2022

    • 著者名/発表者名
      長 由扶子,日出間 志寿,大村 卓朗,土屋 成輝,小池 一彦,此木 敬一,大島 泰克,山下 まり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] クロイソカイメンより単離したアラキドン酸と各種脂肪酸による電位依存性ナトリウムチャネルの阻害作用2022

    • 著者名/発表者名
      千葉 修 , 島田 紀子 , 工藤 雄大 , 長 由扶子 , 山下 まり , 此木 敬一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] 抗テトロドトキシンモノクローナル抗体のフグの主要テトロドトキシン類縁体に対する交差反応性評価2022

    • 著者名/発表者名
      八巻 慶汰 , 佐藤 恭佳 , 工藤 雄大 , 川津 健太郎 , 荒川 修 , 高谷 智裕 , 長 由扶子 , 此木 敬一 , 山下 まり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] 異種発現環化酵素を用いた新規カイニン酸類縁体の調製2022

    • 著者名/発表者名
      山田 基生 , 前野 優香理 , 小瀧 裕一 , 寺田 竜太 , 工藤 雄大 , 長 由扶子 , 此木 敬一 , 山下 まり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] サキシトキシンの推定生合成中間体の合成と有毒淡水産藍藻における同定2022

    • 著者名/発表者名
      袴田 真有 , 東海林 千容 , 長 由扶子 , 安達 栞菜 , 石塚 颯 , 工藤 雄大 , 此木 敬一 , 大島 泰克 , 長澤 和夫 , 山下 まり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] テトロドトキシン含有イモリ由来の新規三環性骨格を持つ2種のグアニジノ化合物2022

    • 著者名/発表者名
      工藤 雄大 , Charles T. Hanifin , 長 由扶子 , 此木 敬一 , 山下 まり
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] Solving the mystery of saxitoxin biosynthesis in dinoflagellates: turnover, subcellular localization, and regulation2022

    • 著者名/発表者名
      Yuko Cho
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Marine Natural Products
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Marine and Freshwater Toxins, Detection, Structure, and Pharmacology, Possible mode of action of polycavernosides, and Nav blocking activities of highly purified tetrodotoxin analogues2021

    • 著者名/発表者名
      Mari Yotsu-Yamashita,Yuka Doi,Kotaro Iwasaki,Satori Sasaki,Yuki Kawashima,Noriko Shimada,Osamu Chiba,Kyoka Sato,Yuta Kudo,Yuko Cho,Keiichi Konoki,Makoto Sasaki
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2021, Symposium #32, Marine and Freshwater Toxins, Detection
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Prediction of biosynthetic pathway towards tetrodotoxin based on the structures of its natural analogues2021

    • 著者名/発表者名
      Mari Yotsu-Yamashita , Yuta Kudo , Yuji Yaegashi , Satoshi Numano , Nozomi Ueyama , Charles Hanifin , Yuko Cho , Keiichi Konoki
    • 学会等名
      PACIFICHEM 2021 Symposium #51 Biosynthesis of Natural Products
    • 招待講演
  • [学会発表] Localization of the saxitoxin biosynthetic enzyme, SxtA, in the Alexandrium chloroplasts, and its mutations in mRNA 3’UTR might lead toxicity reduction in a non-toxic mutant2021

    • 著者名/発表者名
      Yuko Cho;Shizu Hidema;Takuo Omura;Kazuhiko Koike;Kanae Koike;Hiroshi Oikawa;Keiichi Konoki;Yasukatsu Oshima;Mari Yotsu-Yamashita
    • 学会等名
      第19回国際有害藻会議
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次元 NMR long range-HSQMBC を用いた構造解析の有用性の検証2021

    • 著者名/発表者名
      工藤雄大 , 海原大輔 , Charles T. Hanifi , 長 由扶子 , 此木敬一 , 山下まり
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部第156 回大会
  • [学会発表] 生合成酵素を用いたドウモイ酸類縁体の調製と構造活性相関2021

    • 著者名/発表者名
      前野優香理 , 小瀧裕一 , 寺田竜太 , 日高將文 , 長由扶子 , 此木敬一 , 山下まり
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部第156 回大会
  • [学会発表] Maitotoxin による細胞膜の Blebbing の機構解明2021

    • 著者名/発表者名
      田端滉樹 , 角替俊輔 , 後藤萌香 , 吉尾柊太郎 , 長由扶子 , 村田道雄 , 山下まり , 此木敬一
    • 学会等名
      第156回日本農芸化学会東北支部大会
  • [学会発表] マイトトキシンの標的分子探索2021

    • 著者名/発表者名
      此木敬一 , 松本 健 , 木下祥尚 , 角替俊輔 , 後藤萌香 , 吉尾柊太郎 , 田端滉樹 , 長 由扶子 , 八代田陽子 , Katherine Chan , Amy Hin , Yan Tong , Kamaldeep Kaur Aulakh , Andrea Habsid , 山下まり , 松森信明 , Jason Moffat , Charles Boone , 吉田 稔 , 村田道雄
    • 学会等名
      新学術領域研究(研究領域提案型)「化学コミュニケーションのフロンティア」第8回公開シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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