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サメの鮮やかな緑色のバイオ蛍光はブロモ-キヌレニン代謝に由来する
Bright Green Biofluorescence in Sharks Derives from Bromo-Kynurenine Metabolism.
PMID: 31402257 PMCID: PMC6831821. DOI: 10.1016/j.isci.2019.07.019.
抄録
近年、海洋環境における生物蛍光の重要性が認識されるようになってきましたが、この発光表現型の原因となる分子の多様性は、ほとんどが緑色蛍光タンパク質（GFP）、GFP様タンパク質、蛍光脂肪酸結合タンパク質（FABP）に限られていました。本研究では、これまで知られていなかった臭素化トリプトファン-キヌレニン低分子代謝物のグループを記述し、その構造、抗菌性、スペクトルの特徴を明らかにした。マルチスケール蛍光顕微鏡を用いた研究により、蛍光皮膚と非蛍光皮膚で産生される代謝物の違いや、特異な導光性のある象牙質の種特異的な構造の詳細が明らかになった。この研究は、海洋生物蛍光に関与する低分子のファミリーの詳細な説明を提供し、中枢神経系のシグナル伝達、微生物感染症への耐性、光保護におけるそれらの役割に関連する新たな問題を切り開くものである。
Although in recent years there has been an increased awareness of the widespread nature of biofluorescence in the marine environment, the diversity of the molecules responsible for this luminescent phenotype has been mostly limited to green fluorescent proteins (GFPs), GFP-like proteins, and fluorescent fatty acid-binding proteins (FABPs). In the present study, we describe a previously undescribed group of brominated tryptophan-kynurenine small molecule metabolites responsible for the green biofluorescence in two species of sharks and provide their structural, antimicrobial, and spectral characterization. Multi-scale fluorescence microscopy studies guided the discovery of metabolites that were differentially produced in fluorescent versus non-fluorescent skin, as well as the species-specific structural details of their unusual light-guiding denticles. Overall, this study provides the detailed description of a family of small molecules responsible for marine biofluorescence and opens new questions related to their roles in central nervous system signaling, resilience to microbial infections, and photoprotection.
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