微小藻の発光性励起分子種の生成リズム発現機構に関する研究

微藻发光激发分子种类产生节律的表达机制研究

基本信息

批准号：
02250204
负责人：
中村英士
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Hokkaido 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：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

<Gonyaulax polyedra>___ーは、単細胞藻類、渦鞭毛藻の仲間で、夜間に発光することが知られている。この発光系は基質ルシフェリン、酵素ルシフェラ-ゼならびにルシフェリン結合タンパクによって構成され、概日性リズムを示し、体内時計によって制御されているものと考えられている。励起分子を生成する発光系が、体内時計によってどのように制御されているのかを明らかにするため、われわれの見出した周期短縮因子を中心に検討している。まず、内在性周期短縮因子ゴニオリンの立体選択的かつ簡便な合成方法を開発し、その構造ならびに活性を確認した。また光学純度は60%e.e.ではあるが、光学活性体の合成方法も見出し、この方法を用いて天然型と非天然型の誘導体を7種合成した。得られた化合物について周期短縮活性を測定したところ、絶対構造は活性発現にはあまり関与せず、またメチル基を一つエチル基に変えたものが最も強い活性示すことが分かった。従って、メチル基は活性発現上必要ではないものと推定されるが、今後メチル基のない類縁体にて確認する必要がある。これらの周期短縮因子の作用発現機構は不明であるが、まず細胞内への取り込みが行われてから周期が短縮されるものと推定されたので、まずクレアチンの細胞内への取り込みについて検討した。外因性周期短縮因子クレアチンの細胞内への取り込みは、周期短縮効果とは異なり、外光の波長に関係なく認められた。また取り込み速度と取り込みの濃度から、細胞内への取り込みは特異な能動輸送機構によるもと推定している。今後は、より光学純度の高い化合物の成合方法を確立し、放射性同位元素や安定同位元素でラベルした化合物を用いて、内在性周期短縮因子の生合成ならびに物質の動態について検討する必要がある。

<Gonyaulax polyedra> ___是单细胞藻类和鞭毛藻的成员，众所周知会在夜间发出光。该发光系统由底物荧光素，荧光素酶和荧光素结合蛋白组成，并表现出昼夜节律，并被认为由内部时钟控制。为了阐明产生激发分子的发光系统如何由内部时钟控制，我们将重点放在发现的循环酥油因子上。首先，开发了一种立体选择性且方便的方法，用于合成内源周期缩短因子贡蛋白，并确认其结构和活性。尽管光学纯度为60％e.e，但也发现了一种合成光学活性物质的方法，并使用此方法合成了七个天然和非天然衍生物。测量了所获得的化合物的周期缩短活性，发现绝对结构不参与活性表达，并且甲基变为一个乙基，表现出最强的活性。因此，假定甲基不是活性表达的必要条件，但是有必要用未来没有甲基的类似物来确认。这些循环缩短因子的作用机理和表达的机理尚不清楚，但是由于假定该周期在细胞内摄取后缩短了循环，因此我们首先检查了肌酸的细胞内摄取。与周期缩短效果不同，外源周期缩短因子肌酸的细胞内摄取被观察到肌酸。此外，基于摄取速率和摄取的浓度，据估计，摄取细胞是由于独特的主动运输机制所致。将来，有必要建立一种具有较高光学纯度的化合物形成的方法，并使用用放射性或稳定的同位素标记的化合物来研究内源周期缩短因子的生物合成和物质的动力学。