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| 名前 | |
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| IUPAC名
3-(メチルアミノ) -L-アラニン
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| 体系的なIUPAC名
(2 S )-2-アミノ-3-(メチルアミノ)プロパン酸[1] | |
| その他の名前
2-アミノ-3-メチルアミノプロパン酸
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ケッグ |
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| メッシュ | α-アミノ-β-メチルアミノプロピオネート |
パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| Ｃ4Ｈ10Ｎ2Ｏ2 | |
| モル質量 | 118.136 グラムモル−1 |
| ログP | −0.1 |
| 酸性度（p Ka） | 1.883 |
| 塩基度(p K b ) | 12.114 |
| 関連化合物 | |
関連するアルカン酸
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関連化合物
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ジメチルアセトアミド |
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 確認する （何ですか ？）
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β-メチルアミノ-L-アラニン（BMAA）は、シアノバクテリアによって生成される非タンパク質性アミノ酸です。BMAA は神経毒です。さまざまな神経変性疾患におけるその潜在的な役割は、科学的研究の対象となっています。
構造と特性
BMAA は、側鎖にメチルアミノ基を持つアミノ酸アラニンの誘導体です。この非タンパク質性アミノ酸は極性塩基に分類されます。
発生源と検出
BMAAは、海洋、淡水、陸上の環境でシアノバクテリアによって生産されます。 [2] [3]培養された非窒素固定シアノバクテリアでは、窒素が枯渇した培地でBMAAの生産が増加されます。[4]シアノバクテリアの生合成経路は不明ですが、BMAAとその構造類似体である2,4-ジアミノブタン酸（2,4-DAB）が環境中の鉄の捕捉に関与しているという仮説があります。[5] [6] BMAAは、水生生物や、シアノバクテリアの共生植物（特定の地衣類、浮遊性シダのアゾラ、熱帯の顕花植物グンネラの葉柄、ソテツなど）で発見されています。また、オオコウモリなどソテツの種子の肉質の殻を食べる動物でも発見されています。[7] [8] [9] [10]
サメのヒレには高濃度（144～1836 ng/mg）のBMAAが含まれています。[11] BMAAは神経毒であるため、サメのヒレスープや軟骨錠剤の摂取は健康上のリスクをもたらす可能性があります。[12]この毒素は、液体クロマトグラフィー、高性能液体クロマトグラフィー、質量分析、アミノ酸分析装置、キャピラリー電気泳動、NMR分光法など、いくつかの実験室方法で検出できます。[13]
神経毒性
BMAAはラットの血液脳関門を通過することができます。他の臓器よりも脳に到達するのに時間がかかりますが、脳に到達するとタンパク質に閉じ込められ、時間の経過とともにゆっくりと放出される貯蔵庫を形成します。[14] [15]
メカニズム
BMAAが運動ニューロンの機能不全や死を引き起こすメカニズムは完全には解明されていないが、現在の研究では複数の作用機序があることが示唆されている。急性期には、BMAAはNMDA、カルシウム依存性AMPA、カイニン酸受容体などのグルタミン酸受容体に対して興奮毒として作用する可能性がある。 [16] [17]代謝型グルタミン酸受容体5の活性化は、グルタチオンの枯渇によってニューロンに酸化ストレスを誘発すると考えられている。[18]
BMAAはL-セリンの代わりに新生タンパク質に誤って組み込まれる可能性があり、タンパク質のミスフォールディングと凝集を引き起こす可能性があります。これらはどちらもアルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、進行性核上性麻痺（PSP）、レビー小体病などの神経原線維変化疾患の特徴です。試験管内研究では、過剰なL-セリンの存在下ではBMAAのタンパク質結合が阻害される可能性があることが示されています。[19]
効果
2015年にセントキッツ島で行われた、アポE4遺伝子（ヒトではアルツハイマー病の危険因子となる疾患）のホモ接合体であるベルベットモンキー（Chlorocebus sabaeus ）を用いた研究では、経口投与されたベルベットモンキーに、アミロイドβプラークや神経原線維変化の蓄積など、アルツハイマー病の特徴的な組織病理学的特徴が現れることが判明しました。試験に参加したベルベットモンキーは、より少量のBMAAを投与されたため、これらの病理学的特徴が相関的に減少することがわかりました。さらに、BMAAとセリンを併用投与されたベルベットモンキーは、BMAAのみを投与されたベルベットモンキーよりも、アミロイドβプラークと神経原線維変化が70％少ないことが判明し、セリンがBMAAの神経毒性作用から保護する可能性があることを示唆しています。
この実験は、ベータアミロイドプラークと過リン酸化タウタンパク質の両方を特徴とするアルツハイマー病の初の生体内モデルです。この研究はまた、環境毒素であるBMAAが遺伝子と環境の相互作用の結果として神経変性疾患を引き起こす可能性があることを実証しています。[20]
ソテツ類を食草とする動物に退行性運動障害が報告されており、この植物とALS/PDCの病因との関連の可能性に関心が集まっている。その後の研究室調査でBMAAの存在が発見された。BMAAはアカゲザルに重度の神経毒性を引き起こし、次のような症状がみられた。[21]
低濃度のBMAAがマウスの脊髄から培養された運動ニューロンを選択的に死滅させ、活性酸素種を生成する可能性があるという報告がある。[17] [22]
科学者らはまた、BMAAを投与された新生児ラットは、細胞内線維封入体を含む海馬の進行性神経変性と、成体になってからの学習および記憶障害を示すことを発見した。[23] [24] [25] BMAAはげっ歯類の母乳中に排泄され、その後乳児に移行することが報告されており、母親と牛乳が他の可能性のある曝露経路である可能性があることを示唆している。[26]
ヒトの場合
グアムのチャモロ人の間で極めて高い発症率を示していた筋萎縮性側索硬化症/パーキンソン病・認知症複合体（ALS/PDC）は、慢性的な食事によるBMAAへの曝露が原因であると現在では考えられている。[27] チャモロ人はこの症状をリチコ・ボディグと呼ぶ。[28] 1950年代、グアムとロタのチャモロ人居住者のALS/PDCの有病率と死亡率は、米国を含む先進国の50～100倍であった。[28]この疾患には証明可能な遺伝性またはウイルス性の要因は見つからず、1963年以降グアムでのALS/PDCの発生が減少したことから、原因となる環境因子の調査が行われた。[29]ソテツの種子（ Cycas micronesica [30] ） から作られた小麦粉は、第二次世界大戦後にその植物が希少になり、チャモロ人の人口がアメリカ化したため、伝統的な食品に使用されなくなった。[31]ソテツは、落葉を突き抜けて光に向かって伸びる特殊な根の中に、Nostoc属の共生シアノバクテリアを宿しており、これらのシアノバクテリアはBMAAを生産する。 [32]
ソテツ粉から作られた伝統的な食品を直接食べることに加えて、BMAAは生物濃縮によって人間に摂取される可能性があります。チャモロの珍味であるオオコウモリは、ソテツの種子の肉質の種子被覆を食べ、体内で毒素を濃縮します。博物館のコレクションから24匹のオオコウモリの標本がBMAAについて検査され、グアムのオオコウモリで高濃度のBMAAが検出されました。[33] 2021年現在、グアム以外の地域では、海洋および河口系におけるBMAAの生物濃縮とそれが人間の健康に及ぼす可能性のある影響についての研究が続けられています。[34]
ALS/PDC、ALS、アルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病、神経学的対照群のヒト脳組織の研究では、BMAAは非遺伝性の進行性神経変性疾患に存在するが、対照群や遺伝性ハンチントン病には存在しないことが示された。[35] [36] [37] [38]
2021年現在、[update]神経変性疾患における環境因子としてのBMAAの役割に関する研究は継続されている。[39] [40] [41]
臨床試験
L-セリンは非ヒト霊長類をBMAA誘発性神経変性から保護することが分かっており、ALS患者をL-セリンで安全かつ効果的に治療する方法は、フェニックス神経学会とフォーブス/ノリスALS/MNDクリニックが実施し、民族医学研究所が後援する臨床試験の目標であった。 [42] [43]
参照
- 関連毒素であるオキサリルジアミノプロピオン酸
参考文献
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