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| 名前 | |
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| IUPAC名
(3 S ,4 S )-3-(カルボキシメチル)-4-(プロプ-1-エン-2-イル) -L-プロリン
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| 体系的なIUPAC名
(2 S ,3 S ,4 S )-3-(カルボキシメチル)-4-(プロパ-1-エン-2-イル)ピロリジン-2-カルボン酸 | |
| その他の名前
2-カルボキシ-3-カルボキシメチル-4-イソプロペニルピロリジン[要出典]
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| 86660 | |
| 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 | カイニン酸 |
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 | |
| Ｃ１０Ｈ１５ＮＯ４ | |
| モル質量 | 213.233 グラムモル−1 |
| 融点 | 215 °C (419 °F; 488 K) (分解) |
| ログP | 0.635 |
| 酸性度（p Ka） | 2.031 |
| 塩基度(p K b ) | 11.966 |
| 構造 | |
| 単斜晶系 | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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カイニン酸（カイニン酸）は、一部の海藻に自然に含まれる酸です。カイニン酸は、中枢神経系の主要な興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸の受容体を活性化することで作用する強力な神経興奮性アミノ酸作動薬です。グルタミン酸は細胞の代謝プロセスによって生成され、グルタミン酸受容体には、NMDA受容体、AMPA受容体、カイニン酸受容体、代謝型グルタミン酸受容体の4つの主要な分類があります。カイニン酸は、イオンチャネル型グルタミン酸受容体の一種であるカイニン酸受容体の作動薬です。カイニン酸受容体は、グルタミン酸が結合すると興奮性シナプス後電位（EPSP）を生成するナトリウムチャネルを制御すると考えられます。[1]
カイニン酸は、実験的アブレーションの効果を研究するために、実験動物モデルによく注入されます。カイニン酸はグルタミン酸カイニン酸受容体の直接アゴニストであり、高濃度溶液を大量に投与すると、ニューロンを過剰に刺激して死滅させ、即座にニューロン死を引き起こします。このようなニューロンの損傷と死は、興奮毒性病変と呼ばれます。したがって、高濃度のカイニン酸は神経毒とみなされ、低濃度の希薄溶液では、カイニン酸は化学的にニューロンを刺激します。[2]実際、カイニン酸は脊椎動物の網膜のセロトニン作動性活動を調節しているようです。[3]
脳の指定された領域の電気刺激は、通常、脳に挿入されたワイヤに電流を流して特定の脳領域を破壊することによって行われます。電気刺激は、通過する神経体やニューロンの軸索など、電極先端付近のあらゆるものを無差別に破壊するため、損傷の影響を単一の領域に帰することは困難です。化学刺激は通常、定位手術で脳に挿入されたカニューレを通じて行われます。化学刺激は、電気刺激よりも複雑ですが、細胞体を活性化するが、近くの軸索は活性化しないという明確な利点があります。これは、細胞体とそれに続く樹状突起にのみグルタミン酸受容体が含まれているためです。したがって、カイニン酸による化学刺激は、電気刺激よりも局所的です。化学的損傷と電気的損傷はどちらも、挿入された電極またはカニューレの性質上、脳にさらなる損傷を引き起こす可能性があります。したがって、最も効果的なアブレーション研究は、実際に脳損傷を引き起こすステップ、つまりカイニン酸の注射または電気ショックの投与を除いて、脳損傷を生成するすべてのステップを複製する模擬損傷と比較して実行されます。
生合成
2019年、Chekanらはバイオインフォマティクスツールを使用して、海藻Digenea simplexのドモイ酸遺伝子相同遺伝子を探すことができました。[4]研究者らは、カイニン酸生合成（ kab ）遺伝子として特定された遺伝子を含むクラスターを特定しました。このクラスターには、注釈付きのN-プレニルトランスフェラーゼ、α-ケトグルタル酸（αKG）依存性ジオキシゲナーゼ、およびいくつかのレトロトランスポーザブルエレメントが含まれています。特定されたクラスターを介したカイニン酸の生成を確認するために、Chekanらは大腸菌で遺伝子を発現させ、提案された各遺伝子の酵素機能を検証しました。
この経路の最初のステップには、N-プレニルトランスフェラーゼ KabA が関与します。これにより、L-グルタミン酸がジメチルアリルピロリン酸 (DMAPP) でプレニル化され、中間体のN -ジメチルアリル-L-グルタミン酸 (プレカイニン酸) が形成されます。次に、KabC が三置換ピロリジン環の立体制御形成を触媒し、プレカイニン酸を最終的なカイニン酸にします。KabC は、別のカイニン酸異性体であるカイニン酸ラクトンも生成できます。
発生
カイニン酸は、もともと1953年に海藻の Digenea simplexとChondria armataから単離されました。[5]これらは日本では「カイニンソウ」または「マクリ」と呼ばれ、駆虫剤として使用されています。
薬理活性
カイニン酸は、興奮毒性の生理学的影響を研究し、潜在的な治療薬の神経保護能力を評価するために、一次神経細胞培養[6]および急性脳スライス標本[7]に利用されています。
カイニン酸は、てんかん研究において実験動物の発作を誘発するために使用されている強力な中枢神経系興奮剤であり、[8]マウスに通常 10～30 mg/kg の用量で投与されます。発作を誘発するだけでなく、カイニン酸は興奮毒性があり、てんかんを引き起こします。[9]カイニン酸は、 GluK2サブユニットを含むカイニン酸受容体の活性化を介して、また部分作動薬として機能する AMPA 受容体の活性化を介して発作を誘発します。[10]また、動物の海馬にカイニン酸を注入すると、錐体ニューロンに大きな損傷が生じ、その後発作が起こります。2000 年に始まった供給不足により、カイニン酸のコストが大幅に上昇しました。[11]
アプリケーション
参照
参考文献
- ^ Carlson NR (2013).行動生理学. ピアソン. pp. 121. ISBN 978-0-205-23939-9。
- ^ Carlson NR (2013).行動生理学. ピアソン. pp. 152. ISBN 978-0-205-23939-9。
- ^ パソス AD、エルクラノ AM、オリベイラ KR、デリマ SM、ロシャ FA、フレイタス HR、他。 （2019年10月）。 「鳥類の網膜におけるカイニテによるセロトニン作動性システムの調節」。細胞および分子神経生物学。39 (7): 1039–1049。土井：10.1007/s10571-019-00701-8。PMID 31197744。S2CID 254384979 。
- ^ Chekan JR、McKinnie SM、Moore ML、Poplawski SG、Michael TP、Moore BS（2019年6月）。「海藻神経化学物質カイニン酸のスケーラブルな生合成」。Angewandte Chemie。58 （25）： 8454–8457。doi ： 10.1002 /anie.201902910。PMC 6574125。PMID 30995339。
- ^ Moloney MG (1998年4月). 「興奮性アミノ酸」. Natural Product Reports . 15 (2): 205–219. doi :10.1039/a815205y. PMID 9586226.
- ^ Meade AJ、Meloni BP、Mastaglia FL、Watt PM、 Knuckey NW (2010 年 11 月)。「AP-1 阻害ペプチドはカイニン酸によって誘発される in vitro 皮質神経細胞死を軽減する」。Brain Research。1360 : 8–16。doi : 10.1016/ j.brainres.2010.09.007。PMID 20833150。S2CID 42116946 。
- ^ Craig AJ、Housley GD、Fath T (2014)。「生体内およびin vitro多光子レーザー走査顕微鏡法による小脳プルキンエ細胞の興奮毒性虚血性脳損傷のモデル化」。Bakota L、Brandt R (編)。神経組織のレーザー走査顕微鏡法と定量的画像解析。Springer。pp. 105–128。ISBN 978-1-4939-0380-1。
- ^ Barrow PA.側頭葉てんかんのカイニン酸モデルにおける歯状回顆粒細胞の興奮性と抑制性の変化に関する研究。OCLC 53634796。
- ^ Ben-Ari Y (2012)。「カイニン酸てんかんと側頭葉てんかん：30年間の進歩」。Noebels JL、Avoli M、Rogawski MA、Olsen RW、Delgado-Escueta AV（編）Jasperのてんかんの基本メカニズム[インターネット]（第4版）。ベセスダ（MD）：国立バイオテクノロジー情報センター（米国）。PMID 22787646。
- ^ Fritsch B、Reis J、Gasior M、Kaminski RM、Rogawski MA (2014 年 4 月)。「発作、てんかん放電、てんかん原性における GluK1 カイニン酸受容体の役割」。The Journal of Neuroscience。34 ( 17 ): 5765–5775。doi : 10.1523 /JNEUROSCI.5307-13.2014。PMC 3996208。PMID 24760837 。
- ^ Tremblay JF (2000). 「カイニン酸不足が神経科学研究の妨げに」. Chemical & Engineering News Archive . 78. Chemical and Engineering News: 14–15. doi :10.1021/cen-v078n001.p014 . 2021年2月22日閲覧。
- ^ Barrow PA.側頭葉てんかんのカイニン酸モデルにおける歯状回顆粒細胞の興奮性と抑制性の変化に関する研究。OCLC 53634796。
外部リンク
- カイニン酸受容体