L-グルタミン酸からはじまる哺乳類D-アミノ酸ワールド

从L-谷氨酸开始的哺乳动物D-氨基酸世界

基本信息

  • 批准号:
    20K06740
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

かつては生体内には存在しないとされていたD-アミノ酸が,分析技術の発達に伴い,多くの動物から検出されている。哺乳類からも,D-セリン,D-アスパラギン酸,D-グルタミン酸などの多数のD-アミノ酸が検出され, D-アスパラギン酸はメラトニンやプロラクチンの分泌調節を行うこと,D-セリンは統合失調症やアルツハイマーに関与すること,D-グルタミン酸が心不全状態に関与することが知られている。また,哺乳類のマウス,ラット,ヒトからはD-セリンを合成可能なセリンラセマーゼ遺伝子が単離されている。本研究では,D-セリンを合成するセリンラセマーゼ以外のアミノ酸ラセマーゼが哺乳類に存在するかどうか,またセリンラセマーゼの哺乳類及び脊椎動物における分布を確認する事を目的として行った。本研究では,哺乳類のウマ,ヒツジ,マナティー,コアラ,カモノハシ,鳥類のニワトリ,爬虫類のニシキガメ,アオウミガメ,両生類のアフリカツメガエル,サンショウウオ,魚類のゼブラフィッシュ,ジンベエザメ,シーラカンスに存在するセリンラセマーゼホモログ遺伝子の単離を行い,pET30ベクターまたはpMAL-c2Xベクターを用いたリコンビナントタンパク質の合成を行った。次いで,合成されたリコンビナントタンパク質を精製し,詳細な酵素活性パラメータの決定を行った。哺乳類以外の脊椎動物から単離されたセリンラセマーゼホモログでは,ごく僅かなセリンラセマーゼ活性が確認され,一部の動物では,アスパラギン酸ラセマーゼ活性も確認された。一方で,哺乳類のセリンラセマーゼホモログからは強いセリンラセマーゼ活性のみが確認された。また,哺乳類の中でも真獣類のセリンラセマーゼホモログが最も強いセリンラセマーゼ活性を持つことが明らかとなった。
D-氨基酸曾经被认为不存在于生物体中,但随着分析技术的发展,已经在许多动物中检测到了。在哺乳动物体内已检测到许多D-氨基酸如D-丝氨酸、D-天冬氨酸、D-谷氨酸,D-天冬氨酸调节褪黑激素和催乳素的分泌,D-丝氨酸与精神分裂症等有关。已知D-谷氨酸与阿尔茨海默病有关,并且D-谷氨酸与心力衰竭有关。此外,已经从哺乳动物如小鼠、大鼠和人类中分离出能够合成D-丝氨酸的丝氨酸消旋酶基因。本研究的目的是确认哺乳动物中是否存在合成D-丝氨酸的丝氨酸消旋酶以外的氨基酸消旋酶,并确认丝氨酸消旋酶在哺乳动物和脊椎动物中的分布。在这项研究中,我们研究了马、羊、海牛、考拉、鸭嘴兽等哺乳动物,鸡等鸟类,西海龟和绿海龟等爬行动物,非洲爪蟾和蝾螈等两栖动物,以及斑马鱼等鱼类。我们分离了鱼类、鲸鲨和腔棘鱼中存在的丝氨酸消旋酶同源基因,并使用 pET30 载体或 pMAL-c2X 载体合成了重组蛋白。接下来,纯化合成的重组蛋白并测定详细的酶活性参数。在从哺乳动物以外的脊椎动物中分离出的丝氨酸消旋酶同源物中,证实了非常少的丝氨酸消旋酶活性,并且在一些动物中也证实了天冬氨酸消旋酶活性。另一方面,仅从哺乳动物丝氨酸消旋酶同源物中证实了强丝氨酸消旋酶活性。此外,已发现在哺乳动物中,真兽类丝氨酸消旋酶同源物具有最强的丝氨酸消旋酶活性。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
環形動物に存在するアスパラギン酸ラセマーゼ遺伝子の単離と機能解析
环节动物中天冬氨酸消旋酶基因的分离和功能分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    杉山 優斗;枝重 裕美香,宇田 幸司
  • 通讯作者:
    枝重 裕美香,宇田 幸司
University of Kentucky(米国)
肯塔基大学(美国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Distribution and evolution of the serine/aspartate racemase family in invertebrates. II. Frequent and widespread parallel evolution of aspartate racemase
无脊椎动物中丝氨酸/天冬氨酸消旋酶家族的分布和进化。
  • DOI:
    10.1093/jb/mvac067
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Uda Kouji;Moe Luke A
  • 通讯作者:
    Moe Luke A
脊椎動物におけるセリンラセマーゼの分布
丝氨酸消旋酶在脊椎动物中的分布
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yamanaka A;Kobayashi S;Matsuo Y;Matsuo R;下田瑛策,宇田幸司
  • 通讯作者:
    下田瑛策,宇田幸司
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