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。

基本信息

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

项目摘要

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。

申请人描述了一种现象，当角龙属的蛇改变其主要食物种类时，其防御毒物的来源也从蟾蜍转移到陆生萤火虫，从而维持和重复利用食物来源的蟾蜍二烯内酯（BD）作为防御物质。基于这一发现，我们将从以下角度通过比较和分析（1）饮食变化、（2）毒素源迁移和积累的因素、（3）BD的生态功能，阐明食物进化的机制。化学、生物化学和行为是这项研究的目的。・通过向山镜投喂BD的实验，建立了能够确认山镜体内BD的转化反应的系统。该实验表明，蟾蜍灵（蟾蜍中常见的成分）在日本蟾蜍体内发生化学转化并积聚在宫颈腺中。・我们建立了以可外包的质量从山形果提取基因组DNA的方法，完成了基因组组装和估计重复序列，并获得了4.03 Gb的基因组大小。・通过测试对人类癌细胞的抗肿瘤活性，可以轻松测量 BDs 制剂和山形子宫颈腺液甲醇粗提物的毒性。使用这种方法，我们发现 BD 中官能团的位置或方向的单一差异会影响毒性。・正在研究类固醇环的AB环反式稠合、11位的α位键合有羟基的化合物的合成。该分子的反应性在最初的计划中是未知的，[(1) 由于外围空间位阻，关键中间体 1 的 11 和 12 位处的烯烃反应性较低，(2) 17 位的 2-吡喃酮被发现是对抗还原条件较弱。因此，有必要采取改变原计划的路线，开发新的合成方法。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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