2019 Fiscal Year Annual Research Report
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18H02214
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小野 肇 京都大学, 農学研究科, 助教 (70452282)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片岡 宏誌 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (60202008)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | エクダイソン / ステロイドホルモン / 重水素ラベル体 / 生合成 / 前胸腺 / ショウジョウバエ / カイコ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昆虫のステロイドホルモンのエクダイソン (E) の生合成経路の全容は未解明のままである。エクダイソンの生合成経路では、食餌由来のコレステロールを出発原料として7-デヒドロコレステロール（7dC）が最初に生合成される。この生合成経路の解明を目指すにあたり、昨年度は重水素ラベル体7-dC（7dC-d6）の合成経路を確立した。7dCを安価大量に合成することが可能となったため、重水素ラベル体候補中間体の合成を行った。また、ミバエ科昆虫から性特異的なフェロモン様化合物を同定した。以下に主要な研究の進展を述べる。
１）E 欠損ショウジョウバエ幼虫を用いたレスキュー実験
転写因子Seance はコレステロールの7dCへの変換に必須である。そのため、Seance をノックアウトしたショウジョウバエ幼虫は，C を摂食しても 7dC へ変換できず通常 1 齢で死亡する。しかし，7dC より下流のE生合成合成中間体を摂食すると，幼虫はEを生合成できるため正常に脱皮する。この現象に着目して、未知中間体候補物質の脱皮活性を検定した。カイコより単離されたステロイド化合物の構造から化合物 1 および化合物 2 を未知中間体と推定し，E 生合成経路解明を目指した。化合物 1，2 を摂食させると，有意に 1 齢脱皮率が上昇した。さらに，一部個体は蛹まで発育した。そのため、これら二つの化合物を中間体候補物質と考えた。
２）重水素ラベル体ステロイドのカイコ前胸腺培養
重水素ラベル体1，2を有機合成した。蛹化直前のカイコ幼虫から摘出した前胸腺に重水素ラベル体を添加し，代謝物を LC/MS/MS で分析した。化合物1，2は前胸腺内で E へ変換されたことから，E 生合成中間体であると結論付けた。今後、未知経路を予想して、生合成酵素により化合物1，2が予想される変換を受けるか解析する必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
カイコより単離されたステロイド化合物の構造から未知中間体の構造を推定し、実際に前胸腺においてエクダイソンへと変換されることを証明できた。そのため、当初の予定通り研究が進展したと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
このたび、化合物1，2が前胸腺内で E へ変換されたことから，E 生合成中間体であると結論付けた。一方で、エクダイソン生合成未知経路ではたらく生合成酵素が同定されている。そのため、生合成酵素によってE 生合成中間体が予想される化合物へ変換されるか解析する。今後は、生合成酵素を細胞で発現させて機能解析を進める方針である。
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[Journal Article] Predominant accumulation of a 3-hydroxy-γ-decalactone in the male rectal gland complex of the Japanese orange fly, Bactrocera tsuneonis2020
Author(s)
Hajime Ono, Masataka Nakahira, Satoshi Ohno, Jun Otake, Tomoya Kanno, Isao Tokushima, Yoshimitsu Higashiura, Ichiro Nishi, Ritsuo Nishida
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Journal Title
Bioscience, biotechnology, and biochemistry
Volume: 84
Pages: 25-30
DOI
Peer Reviewed
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