Search for enzymes and regulators involved in structural changes in steroid compounds that support insect molting and metamorphosis

寻找参与支持昆虫蜕皮和变态的类固醇化合物结构变化的酶和调节剂

基本信息

批准号：
21H02129
负责人：
片岡宏誌
金额：
$ 11.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題の目的（1）から（3）に従って、2022年度の研究実績を以下に記す。1）カイコの腸管には植物ステロールからコレステロールに変換する酵素群が存在することが分かっている。植食性の昆虫において、この変換反応が同様に生じているかを検討した。これまで、In vitroの系で、再構築ができているがその効率が非常に低かった。その後、超遠心分離にてミクロソーム画分に変換活性が認められているものの、カラムクロマトグラフィーに供するとその活性が消失してしまうため、補酵素あるいは複合体を形成している酵素であることが予想できた。一方、コオロギを用いた、同様の植物ステロールの変換活性は、これまでにSbovodaにより推定されていた変換反応は認められなかったものの、別経路での変換を示唆するデータが得られた。2）2021年度では、LC-MS/MSのトラブルにより研究が進まなかった。2022度では、LC-MS/MSの他にもGCMSの利用ができるかを検討した。感度に差があるものの、GCMSによるステロール化合物を得ることができた。一方、世界的なヘリウムガスの供給不足により、GCMSによる分析も滞っていたが、ヘリウムガスの代替ガスを検討しているところ、窒素による系が比較的安定にデータが得られ見通しが立てられるようになった。3）分析技術に依存している本研究課題は、これまでのLC-MS/MSやGC-MSなどのデータや先行文献値などをもとに、ステロール化合物の代謝および変換経路の中間体を探索することを試みた。ステロール代謝を予想できるような化合物は見出せなかったが、24メチレンコレステロールなど、有力な候補代謝化合物は見出すことができた。構造変換の上位のペプチド性因子に関してはスクリーニングにはいたらないものの、2021年度のデータをもとにゲノム情報の比較により網羅的に抽出できた。

遵循本主题（1）至（3）的目标，下面列出了2022财政年度的研究结果。 1）已经发现，有一些酶将植物固醇转化为蚕肠道中的胆固醇。我们研究了这种转化反应是否以类似方式发生在植物昆虫中。到目前为止，已经重建了体外系统，但是它们的效率非常低。尽管通过超速离心观察到微粒体级分中的转化活性，但在经过柱色谱法进行时，活性消失了，并且可以预测它是形成复合物的辅酶或酶。另一方面，在迄今为止由sbovoda估计的转化反应中还没有观察到使用板球的植物固醇的类似转化活性，但是数据表明获得了另一种途径的转化数据。 2）由于LC-MS/MS的问题，研究在2021年没有进行。在2022度时，我们考虑了除了LC-MS/MS外还可以使用GCM。尽管敏感性差异，但通过GCMS获得了固醇化合物。同时，由于氦气供应的全球短缺，GCMS分析也停滞不前，但是当我们考虑为氦气的替代气体时，数据对氮系统的数据相对稳定，现在我们能够进行预测。 3）依赖于分析技术的研究主题试图根据先前数据（例如LC-MS/MS和GC-MS以及先前的文献值）搜索固醇化合物的代谢和转化途径中的中间体。尽管尚未发现可以预测固醇代谢的化合物，但发现潜在的候选代谢化合物，例如24种亚甲基胆固醇。尽管对于肽因子而言，筛查不是必需的，这是最高的结构转化率，但我们能够根据2021年的数据全面提取基因组信息。