Bufadienolides, a snake defense substance: Investigation of the mechanism of dietary evolution.

Bufadienolides，一种蛇防御物质：饮食进化机制的研究。

• 批准号: 21H04714
• 负责人: 森 直樹
• 金额: $ 23.13万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04714/
• 关键词: 生物間相互作用; ブファジエノライド; ヘビの防御物質; 毒の蓄積

ヤマカガシ属ヘビが主食となる生物種を変える際、防御用の毒源もヒキガエルから陸棲ホタルへ移行し、餌由来のブファジエノライド（BDs）を防御物質として維持・再利用する現象を申請者らは明らかにした。この発見を基盤にして、ヤマカガシの①食性変化、②毒源の移行・蓄積に関わる因子、③BDsの生態的機能を化学、生化学、行動の視点から比較・解析し、食性進化のメカニズムを解明することが本研究の目的である。・ヤマカガシに対する BDsの給餌実験により、ヤマカガシ体内における BDsの変換反応を確認できる系を確立した。これにより、日本のヒキガエルの普遍的成分、bufalin がヤマカガシの体内で化学変換され、頸腺に蓄積されることを実験的に証明した。・ヤマカガシから、ゲノム DNA を外注可能なクオリティで抽出する方法を確立し、ゲノムのアセンブリおよび繰り返し配列の推定まで終え、ゲノムサイズが4.03 Gbという結果を得た。・BDsの標品や、ヤマカガシ頸腺液のメタノール粗抽出物の毒性測定を、ヒトがん細胞に対する抗腫瘍活性試験により、簡便に行うことを可能にした。本手法により、BDsにおける官能基の位置や向きの一つの違いが毒性に影響を及ぼすことを見出した。・ステロイド環のAB 環がtrans 縮環で、11位にアルファーの位置で水酸基が結合した化合物の合成を検討している。当初の計画では不明であった分子の反応性［(1) 周辺の立体障害のため、鍵中間体1 の11 位-12 位アルケンの反応性が低い点、(2) 17 位の2-ピロンは還元条件に弱い点］が明らかとなった。そこで、当初の計画を変更したルートの採用、および新たな合成法の開発が必要となっている。

For example, when the biological species of food are changed, the toxic source for defense is changed, and the terrestrial migration is changed, and the protective substance (BDs) is changed. The development of BDs is based on the following factors: (1) food habits change;(2) migration and accumulation of toxic sources;(3) ecological functions of BDs;(4) chemical, biochemical and behavioral perspectives;(5) comparison and analysis; and (6) understanding of food habits evolution. The BDs 'supply chain was established. The common components of the Japanese diet, bufalin, and its accumulation in the neck gland are demonstrated. The method for extracting DNA from DNA was established, and the results were 4.03 Gb. The toxicity assay of BDs crude extract and its cellular anti-tumor activity test were conducted in a simple manner. The position and direction of functional groups in this method are different from those in toxicity and toxicity. The synthesis of compounds with AB ring, trans ring, 11 position and hydrate group is discussed. In the original plan, the antigenicity of the molecule was unknown [(1) the low point of the antigenicity of the 11 - 12 position of the bond intermediate 1,(2) the weak point of the 2-position of the 17-position of the bond intermediate]. It is necessary to adopt and develop new synthetic methods in the original plan.

项目成果

New Insights Into Dietary Toxin Metabolism: Diversity in the Ability of the Natricine Snake Rhabdophis tigrinus to Convert Toad-Derived Bufadienolides

对膳食毒素代谢的新见解：Natricine 蛇 Rhabdophis tigrinus 转化蟾蜍衍生的蟾蜍二烯内酯的能力的多样性

• DOI: 10.1007/s10886-021-01287-6
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Chemical Ecology
• 影响因子: 2.3
• 作者: Inoue Takato;Nakata Ryu;Savitzky Alan H.;Yoshinaga Naoko;Mori Akira;Mori Naoki
• 通讯作者: Mori Naoki

ヤマカガシ (Rhabdophis tigrinus) におけるヒキガエル由来毒性ステロイド bufadienolide 変換能力の多様性

虎纹蟾蟾源有毒类固醇蟾蜍二烯内酯转化能力的多样性

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上貴斗;中田隆;Alan H. Savitzky;吉永直子;森哲;森直樹
• 通讯作者: 森直樹

ヤマカガシ属ヘビの保有する強心性ステロイド毒 (Bufadienolides) 組成の種間差

Ceramus 属蛇所具有的强心类固醇毒素（Bufadienolides）成分的种间差异

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上綾;井上貴斗;森哲;森直樹
• 通讯作者: 森直樹

Utha State University(米国)

犹他州立大学（美国）

ヤマカガシにおけるヒキガエル由来毒素変換能力の多様性

山形蟾蜍毒素转化能力的多样性

• 发表时间: 2021
• 作者: 井上貴斗;中田隆;Alan H. Savitzky;吉永直子;森哲;森直樹
• 通讯作者: 森直樹