オキサリルジアミノプロピオン酸

オキサリルジアミノプロピオン酸
名前
	体系的なIUPAC名 (2 S )-2-アミノ-3-(オキサロアミノ)プロパン酸
	その他の名前デンチチン; β-オキサリルアミノアラニン; β- N-オキサリル-α,β-ジアミノプロピオン酸; β - N-オキサリルアミノ-L-アラニン (L-BOAA) ;
識別子
CAS番号	7554-90-7 ; 5302-45-4 (ス) ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
3DMet	B00693;
略語	BOAA; ODAP; β-ODAP;
チェビ	チェビ:16399 ;
ケムスパイダー	389238 (ス) ; 2270（ラック） ;
ケッグ	C04209 ;
メッシュ	オキサリルジアミノプロピオン酸
パブケム CID	2360; 440259 (ス);
ユニ	1TG777QI25 ; O8VT5BZ48B (ス) ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID90967517;
	InChI InChI=1S/C5H8N2O5/c6-2(4(9)10)1-7-3(8)5(11)12/h2H,1,6H2,(H,7,8)(H,9,10) (H,11,12)/t2-/m0/s1 キー: NEEQFPMRODQIKX-REOHCLBHSA-N ;
	笑顔 C([C@@H](C(=O)O)N)NC(=O)C(=O)O;
プロパティ
化学式	Ｃ５Ｈ８Ｎ２Ｏ５
モル質量	176.128 グラムモル−1
関連化合物
関連化合物	β-メチルアミノ-L-アラニン
	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

オキサリルジアミノプロピオン酸（ODAP）は、エンドウ豆（Lathyrus sativus）に含まれる神経伝達物質グルタミン酸の構造類似体です。これは運動ニューロン変性症候群であるラチリスムを引き起こす神経毒です。^[1]

出典

ODAPは、マメ科植物L. sativusの種子に0.5% w/wの範囲で含まれています。^[2] L. sativusは、南ヨーロッパ、中央ヨーロッパ、東ヨーロッパ、地中海沿岸地域、イラク、アフガニスタン、アジア、アフリカの地域で見つかります。^[3]

歴史

インド亜大陸、バングラデシュ、エチオピア、ネパールなど一部の地域では、エンドウ豆は主食となっている。^[3]この植物は環境条件に対する耐性が高く、飢饉や干ばつの際には唯一の食料源となる。数ヶ月に及ぶ干ばつの後、神経性麻痺の流行が起こることがある。^[4]このような流行の最後の事例（2013年現在）は、エチオピアで1995年から1997年の干ばつ^[5]の際で、2000人が永久的な障害を負った。^[3]

生物学的影響

ODAPはイオンチャネル型^[6]AMPAグルタミン酸受容体の作動薬である。 ^[5] ODAPはヒトにおいて神経ラチリズムを引き起こすことが知られている。神経ラチリズムは、脊髄および脚を制御する皮質領域の錐体路ニューロンの変性を特徴とする運動ニューロン変性疾患であり、下半身麻痺を引き起こす。 ^{[6] ODAPが神経ラチリズムを引き起こす仕組みを直接説明するものはないが、いくつかの生物学的効果を裏付ける証拠は存在する。作用機序が完全に明らかでない理由の1つは、これまでのところ、ヒトにおけるODAPの}効果に関する適切な動物モデルが見つかっていないためであると考えられる。^[5] LD ₅₀も不明である。

興奮毒性

ODAPはAMPA受容体を活性化し、興奮毒性、つまりグルタミン酸受容体の過剰刺激を引き起こす可能性があります。一度に、または長期間にわたって過剰なグルタミン酸が放出されると、Caレベルの上昇につながります。^2歳以上
細胞質内にCa^2歳以上
はシナプスへのグルタミン酸放出のシグナルイオンであり、グルタミン酸放出サイクルの増強と、隣接するニューロンへの興奮毒性損傷の拡大につながる可能性がある。ニューロン内では、余分なCa^2歳以上
細胞質を離れてミトコンドリアまたは小胞体（ER）に入り、ER内で誤って折り畳まれたタンパク質や折り畳まれていないタンパク質が蓄積し、最終的にはどちらの場合も細胞死につながる可能性があります。ODAPはアゴニストとして作用するだけでなく、グルタミン酸を同時にシナプスに輸送するアンチポーターによって細胞内に輸送されることを示す証拠があります。 ^[6]

酸化ストレス

ODAP の 2 つ目の生物学的影響は酸化ストレスです。活性酸素種(ROS) は代謝中にミトコンドリアで生成されますが、身体はこれらの分子が損傷を引き起こす前に中和するメカニズムを備えています。酸化ストレスは、これらの経路の正常な機能が乱れることで発生します。中和経路の抗酸化物質の 1 つがグルタチオン(GSH) で、その合成には硫黄含有アミノ酸のメチオニンとシステインが前駆体として必要です。ODAP は、おそらく誘発された興奮毒性により、その対向輸送体を介してシステインの摂取を減らすと考えられています。これにより GSH の合成が阻害され、ROS の生成が増加し、ミトコンドリアが損傷します。運動ニューロンは GSH の前駆体であるメチオニンへの依存度が高いため、ODAP 中毒に最も敏感であると考えられます。さらに、食品としてのL. sativusには硫黄含有アミノ酸が欠乏しており、摂取するとODAPの受容体レベルでのGSH産生に対する効果が高まります。 ^[6]

合成

生合成

L. sativusでは、ODAP は若い苗木で前駆体 (β-イソキサゾリン-5-オン-2-イル)-アラニン (BIA としても知られる) から合成されます。BIA は成熟した植物部分や成熟中の種子では検出されていません。この経路は、O-アセチル-L-セリン(OAS) とイソキサゾリン-5-オンから BIA が形成されることから始まります。環が開くと、短寿命の中間体2,3-L-ジアミノプロパン酸(DAPRO) が形成され、これがオキサリル補酵素 Aによってオキサリル化されてODAP が形成されます。^[7]

化学合成

ODAPは、L-α,β-ジアミノプロピオン酸とジメチルシュウ酸からpH4.5～5で合成できます。反応中、酸化銅を使用してL-α,β-ジアミノプロピオン酸のα-NH2基を一時的に保護することができます。^[2]

参照

β-メチルアミノ-L-アラニン、関連毒素

参考文献

^ ab Woldeamanuel, Yohannes W.; Hassan, Anhar; Zenebe, Guta (2011-11-12). 「ニューロラサイリズム：エチオピアの2つの症例報告と文献レビュー」Journal of Neurology . 259 (7): 1263–1268. doi :10.1007/s00415-011-6306-4. ISSN 0340-5354. PMID 22081101. S2CID 27543906.
^ ab Rao, S; Adiga, P; Sarma, P (1964 年 3 月)。「β-N-オキサリル-L-α,β-ジアミノプロピオン酸の単離と特性: Lathyrus sativus の種子からの神経毒」。生化学。3 ( 3 ): 432–436。doi :10.1021/bi00891a022。PMID 14155110 。
^ abc Heuzé V.、Tran G.、Hassoun P.、Lessire M.、Lebas F.、2016。グラスエンドウ (Lathyrus sativus)。 Feedipedia、INRA、CIRAD、AFZ、FAO によるプログラム。 https://www.feedipedia.org/node/285 最終更新日 2016 年 4 月 19 日 15:36
^ 「Lathyrus Research」.ゲント大学. 2015年4月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年4月8日閲覧。
^ abc Singh, S; Rao, S (2013年7月). 「神経性軟骨症からの教訓: Lathyrus sativus (Khesari dal) の過去と未来の病気」. Indian Journal of Medical Research . 138 (1): 32–37. PMC 3767245. PMID 24056554 .
^ abcd Moorhem, M; Lambein, F; Laybaert, L (2011 年 3 月)。「β-N-オキサリル-α,β-ジアミノプロピオン酸 (β-ODAP) による興奮毒性および酸化ストレスのメカニズムの解明、神経ラチリズム予防との関連性」。食品および化学毒性学。49 (3): 550–555。doi : 10.1016 /j.fct.2010.03.054。PMID 20510327 。
^ Kuo, Y; Khan, J; Lambein, F (1994年3月). 「Lathyrus sativusの発達中の鞘における神経毒β-odapの生合成」. Phytochemistry . 35 (4): 911–913. Bibcode :1994PChem..35..911K. doi :10.1016/s0031-9422(00)90637-x.

[woldeamanuel-2011-1] Woldeamanuel, Yohannes W.; Hassan, Anhar; Zenebe, Guta (2011-11-12). 「ニューロラサイリズム：エチオピアの2つの症例報告と文献レビュー」Journal of Neurology . 259 (7): 1263–1268. doi :10.1007/s00415-011-6306-4. ISSN 0340-5354. PMID 22081101. S2CID 27543906.

[Rao-2] Rao, S; Adiga, P; Sarma, P (1964 年 3 月)。「β-N-オキサリル-L-α,β-ジアミノプロピオン酸の単離と特性: Lathyrus sativus の種子からの神経毒」。生化学。3 ( 3 ): 432–436。doi :10.1021/bi00891a022。PMID 14155110 。

[Grass_pea-3] Heuzé V.、Tran G.、Hassoun P.、Lessire M.、Lebas F.、2016。グラスエンドウ (Lathyrus sativus)。 Feedipedia、INRA、CIRAD、AFZ、FAO によるプログラム。 https://www.feedipedia.org/node/285 最終更新日 2016 年 4 月 19 日 15:36

[4] 「Lathyrus Research」.ゲント大学. 2015年4月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年4月8日閲覧。

[lessons-5] Singh, S; Rao, S (2013年7月). 「神経性軟骨症からの教訓: Lathyrus sativus (Khesari dal) の過去と未来の病気」. Indian Journal of Medical Research . 138 (1): 32–37. PMC 3767245. PMID 24056554 .

[mechanism-6] Moorhem, M; Lambein, F; Laybaert, L (2011 年 3 月)。「β-N-オキサリル-α,β-ジアミノプロピオン酸 (β-ODAP) による興奮毒性および酸化ストレスのメカニズムの解明、神経ラチリズム予防との関連性」。食品および化学毒性学。49 (3): 550–555。doi : 10.1016 /j.fct.2010.03.054。PMID 20510327 。

[7] Kuo, Y; Khan, J; Lambein, F (1994年3月). 「Lathyrus sativusの発達中の鞘における神経毒β-odapの生合成」. Phytochemistry . 35 (4): 911–913. Bibcode :1994PChem..35..911K. doi :10.1016/s0031-9422(00)90637-x.