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 -

基本信息

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

项目摘要

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。

河豚毒河豚毒素（TTX）是一种强效神经毒素，世界各地都有食物中毒的报道。 TTX具有复杂的结构，其生物合成途径尚未阐明，并且没有研究基于对起源生物体的遗传分析来解决其生物合成途径。去年，我们发现了一种具有特征骨架结构的TTX类似物，并基于该结构提出了一条以单萜为起始原料的生物合成途径。今年，我们使用质谱仪对假定的生物合成途径中的中间体进行了全面的搜索，目的是证实估计的途径。当对检测到的五种候选化合物进行分离并使用NMR进行结构分析时，它们均被鉴定为具有含胍六元环的新双环化合物。所得化合物群具有支持推测路线的结构。虽然这些成分通常存在于多种有毒蝾螈（具有 TTX 的蝾螈）中，但在无毒蝾螈中未检测到这些成分，这表明这组化合物与 TTX 相关。这项研究的结果支持了我们的单萜理论，我们相信我们为阐明陆地生物中TTX的生物合成途径提供了重要的知识。提交的包含此内容的论文已被接受并计划发表。到去年，他们已经确认实验室饲养的蝾螈没有产毒能力，并于今年以投稿论文的形式发表。今年，我们利用获得的无毒蝾螈来研究它们蓄毒的能力。将TTX及其类似物口服给予无毒蝾螈，一个月后将其分离到包括皮肤、肌肉和腹腔内脏在内的身体组织，并通过LC-MS进行分析。结果，TTX及其类似物主要在身体组织中检测到，并且很明显蝾螈在其身体组织中储存了口服毒素。据了解，野生蝾螈的皮也含有大量的毒，所以这是一致的。考虑到这一点，再加上圈养蝾螈没有表现出产生毒素的能力，蝾螈体内的毒素很可能是外源性的。我们已经接近阐明蝾螈中 TTX 的起源，这个问题已经争论了很多年。

项目成果

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专著数量（0）

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专利数量（0）

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.
影响因子：
0
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