テトロドトキシンの生合成経路の解明－ＬＣ／ＭＳを用いた微量生合成中間体の探索－

阐明河豚毒素的生物合成途径 - 使用 LC/MS 寻找痕量生物合成中间体 -

• 批准号: 13J05534
• 负责人: 工藤 雄大
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J05534/
• 关键词: 天然物化学; 構造解析; 生合成; フグ毒; イモリ; LC-MS; グアニジン; 構造決定; 生理活性; 生合成中間体; 電位依存性ナトリウムチャネル

フグ毒テトロドトキシン (TTX) は強力な神経毒であり、世界中で食中毒事例が報告される。複雑な構造を有するTTXの生合成経路は未だ解明されておらず、起源生物の遺伝子解析から生合成経路に言及した研究もない。昨年度、特徴的な骨格構造を有するTTX類縁体を発見し、その構造からモノテルペンを出発物質とする生合成経路を提唱した。本年度は推定した経路を裏付けることを目的とし、推定生合成経路における中間体を質量分析器を用いて網羅的に探索した。検出された5つの候補化合物を単離し、NMRを用いて構造解析したところ、いずれも含グアニジン六員環を有する二環性の新規化合物だと同定された。得られた化合物群は推定した経路を支持する構造を有していた。これらの成分は複数の有毒イモリ (TTXを有するイモリ) に共通して存在する一方で、無毒のイモリからは検出されず、本化合物群がTTXの関連物だと示唆された。本研究結果は我々が唱えたモノテルペン説を支持しており、陸上生物におけるTTXの生合成経路解明への重要な知見を与えたと考えている。本内容の投稿論文が受理され、公表予定である。昨年度までに研究室で飼育したイモリに毒の生産能がないことを確かめ、本年度に投稿論文として公表した。本年度は得られた無毒のイモリを用いて、毒の蓄積能を調査した。TTXおよびその類縁体をそれぞれ無毒イモリに経口投与し、一か月後、皮や筋肉を含む身体組織と腹腔内の内臓に分け、LC-MSで解析した。その結果、主に身体組織からTTX、その類縁体が検出され、イモリが経口投与された毒を身体組織に蓄えることが明らかになった。野生のイモリにおいても皮に多く毒が含まれることが知られており矛盾しない。飼育イモリが毒の生産能を示さないことと併せて考えると、イモリの毒は外因性である可能性が高いといえる。長年議論されていたイモリにおけるTTXの起源解明に近づいた。

Youdaoplaceholder0 poison テトロドトキシ <e:1> (TTX) な powerful な Shinto poison であ, reports of で food poisoning cases in the world が される. After 雑 な a す を construction る TTX の biosynthesis は 経 road not だ interpret さ れ て お ら ず, origin of biological の heritage 伝 son parsing か ら biosynthesis に 経 road to し た research も な い. Last year, the 徴 な bone structure を have す る TTX class try body を 発 し, そ の tectonic か ら モ ノ テ ル ペ ン を と 発 substance す る biosynthesis を 経 road to sing し た. In this year's presumption は し た 経 road を pay け る こ と を purpose と し presumption, biosynthesis 経 road に お け る intermediates を quality analyzer を with い て snare に explore し た. 検 out さ れ た 5 つ の alternate compound を 単 from し, NMR を い て structure し た と こ ろ, い ず れ も containing グ ア ニ ジ ン six membered ring を have す る on sexual の new rules compound だ と with fixed さ れ た. From the られた compound group, it is presumed that the を た pathway を supports the する structure を with <s:1> て た た た. こ れ ら の composition は plural の toxic イ モ リ (TTX を have す る イ モ リ) common に し て exist す で る party, non-toxic の イ モ リ か ら は 検 out さ れ ず, this group of compounds が TTX の masato even content だ と in stopping さ れ た. This study は I 々 が sing え た モ ノ テ ル ペ ン says を support し て お り, land biological に お け る TTX の biosynthesis 経 road interpret へ の important な knowledge を and え た と exam え て い る. This content is based on the acceptance of submitted papers at が and the approval of public submissions at である. Yesterday annual ま で に laboratory で rearing し た イ モ リ に can poison の production が な い こ と を か indeed め contribute, this year's に paper と し て male table し た. This year, <s:1> obtained られた non-toxic <s:1> モリを モリを モリを investigated <s:1> た by using られた て and toxic <s:1> accumulation energy を. TTX お よ び そ の class try body を そ れ ぞ れ non-toxic イ モ リ に 経 cast with し mouth, after a month か, leather や brawn を containing む tissue と intra-abdominal の routine in に け, LC - MS で parsing し た. そ の results, main に tissue か ら TTX, そ の class try body が 検 out さ れ, イ モ リ が 経 mouth cast with さ れ た poison を tissue に え storage る こ と が Ming ら か に な っ た. Wild の イ モ リ に お い て も skin に く poison が more contain ま れ る こ と が know ら れ て お り contradiction し な い. Rearing イ モ リ が can poison の production を shown さ な い こ と と and せ て exam え る と, イ モ リ の poison は external で あ likely が る い と い え る. For many years, there has been a discussion about the origin of されて, た, モリにおける, and the explanation of the origin of TTX に. Recently, づ, た, た.

项目成果

Cyclic Guanidine Compounds From Newts Support the Hypothesis that Tetrodotoxin is Derived From Monoterpene

来自蝾螈的环状胍化合物支持河豚毒素源自单萜的假设

• DOI: 10.1002/ange.201602971
• 发表时间: 2016
• 期刊: Angew. Chem. Int. Ed.
• 作者: Yuta Kudo;Takeshi Yasumoto;Dietrich Mebs;Yuko Cho;Keiichi Konoki;and Mari Yotsu-Yamashita*
• 通讯作者: and Mari Yotsu-Yamashita*

Our recent studies of tetrodotoxin, saxitoxin and polycavernosides

我们最近对河豚毒素、石房蛤毒素和海藻糖苷的研究

• 发表时间: 2015
• 作者: ○Mari Yotsu-Yamashita;Yuta Kudo;Shigeki Tsuchiya;Kosuke Maeta;Yuko Cho;Keiichi Konoki
• 通讯作者: Keiichi Konoki

生合成経路解明を目指した新規テトロドトキシン類縁体、生合成中間体の探索

寻找新的河豚毒素类似物和生物合成中间体以阐明生物合成途径

• 发表时间: 2015
• 作者: Clyde Gorapava Puilingi;Yuta Kudo;Keiichi Konoki;Yuko Cho;Mari Yotsu-Yamashita;工藤雄大
• 通讯作者: 工藤雄大

The First Identification of the Novel Tetrodotoxin Analog, 6-Deoxytetrod otoxin, and its Bio1oaical Activity

新型河豚毒素类似物6-脱氧河豚毒素的首次鉴定及其生物活性

• 发表时间: 2013
• 作者: Yuta Kudo;Keiichi Konoki;Yuko Cho. Mari Yotsu-Yamashita
• 通讯作者: Yuko Cho. Mari Yotsu-Yamashita

フグから得られた新規テトロドトキシン関連化合物の単離と構造

从河豚中获得的新型河豚毒素相关化合物的分离和结构

• 发表时间: 2016
• 作者: 上山 望;工藤 雄大;長 由扶子;此木 敬一;山下 まり
• 通讯作者: 山下 まり