生物発光の発光メカニズムおよび発光基質の生合成経路に関わる鍵物質の研究

生物发光机制关键物质及发光底物生物合成途径研究

• 批准号: 13024240
• 负责人: 大場 裕一
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13024240/
• 关键词: 生物発光; 生合成; ウミホタル; アミノ酸; ルシフェリン; トリプトファン

発光生物の化学的な発光メカニズムに関しては詳細な研究例が多くあるが、発光基質ルシフェリンの生合成研究に関する知見は殆どない。本研究では、ウミホタルを用いてこの問題に取り組んできた。昨年度までに我々は、ウミホタルのルシフェリンがL-トリプトファンから生合成されることを世界に先駆け明らかにした。本年度は、同様の同位体標識したアミノ酸のウミホタルへの投与実験から、トリプトファンの他にL-アルギニンとL-イソロイシンがルシフェリンの生合成基質となりうることを証明した。すなわち、1966年の岸・後藤らの予測-「ウミホタルルシフェリンは3つのアミノ酸から生合成されるだろう」-が37年ぶりに実験的に証明されたことになる。LC-MSなどの分析技術を使うことにより、こうした特異な構造を有する微量生体有機化合物の生合成経路が明らかにできたことは、今後の様々な生体鍵物質の研究発展に対しても大きく貢献できたものと自負している。

尽管关于发光生物的化学发光机制有许多详细的研究示例，但对发光底物荧光素的生物合成研究知之甚少。这项研究一直在使用Sea Fireflies解决此问题。到去年，我们已经是第一个透露海萤火虫露西弗林的人是从l-tryptophan中生物合成的。今年，我们证明，除了色氨酸，L-精氨酸和L-异亮氨酸外，还可以是荧光素的生物合成底物，从类似的同位素标记的氨基酸到海萤火虫。换句话说，基希（Kishi），戈多（Goto）和其他人在1966年的预测 - “从三个氨基酸中生物合成的海萤火虫将在37年内进行实验证明。通过使用分析技术，例如LC-MS，具有这种独特结构的痕量生物有机化合物的生物合成途径已成为各种生物关键物质的未来研究和开发的主要贡献。

项目成果

大場 裕一: "Biosynthesis of luciferin in the sea firefly, Cypridina hilgendorfii : L-Tryptophan is a component in Cypridina luciferin"Tetrahedron Letters. (in press). (2002)

Yuichi Ohba：“海萤萤光素的生物合成，Cypridina hilgendorfii：L-色氨酸是 Cypridina 萤光素的一种成分”Tetrahedron Letters（2002 年出版）。