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天然物

セレノネイン selenoneine

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セレノネインはマグロから発見された含セレン有機化合物。活性酸素の除去、および有機水銀の無毒化に関与していると考えられています。

 

水銀耐性を持つマグロはセレン濃度が高い

海産食用魚の水銀汚染は、水俣病の発覚以来、たびたび問題になっています。とくに、日本人の水銀摂取の8割以上が海産魚介類に由来するとされます。海産魚介類は、良質なタンパク質と、高機能な不飽和脂肪酸を豊富に含み、優れた栄養特性を持っています。したがって、水銀蓄積の程度について適切な理解がもとめられます。厚生労働省[5]によって、胎盤が完成する妊娠4ヶ月以上の妊婦では、マグロ等の一部の海産食用魚の摂食に際し、1回およそ80グラムとして、週に1回程度までに控えることが、推奨されています。胎児は、微量水銀の暴露に対するリスクが高いと考えられるからです。

自然界に存在する水銀は、食物連鎖の過程で蓄積します。したがって、食物連鎖の中で上位にある動物種のほうが、水銀を蓄積しやすい傾向があります。また、魚類の場合、赤身魚のほうが、白身魚よりも、蓄積しやすいとされます。海洋生態系で食物連鎖の上位にあり、かつ流通量が多い赤身魚であるマグロは、水銀蓄積の有無について関心が高い食物でした。しかし、水銀が蓄積しても、マグロが障害なく生存できる仕組みは、分かっていませんでした。

ただ、マグロが含有するセレン濃度が高いことは知られていました。

 

マグロに含まれるセレンの大部分がセレノネイン

セレノネインはマグロ血液を分画する過程で発見されました[1]。海洋を泳ぐマグロ血液を測定したところ、マグロ血液に含まれるセレンの75パーセント程度が、セレノネインでした。マグロでは血液に次いで赤身の筋肉でも、1グラムあたり100ナノモルオーダーと高濃度のセレノネインが含まれていました。ブタやニワトリの場合では、1グラムあたり1ナノモル未満しかセレノネインは含まれず、ほとんど検出できませんでした。セレノネインは還元剤としてはたらき、活性酸素の除去に加えて、毒性の高いメチル水銀など有機水銀から毒性の低い無機水銀への変換を仲介する機能のあることが、試験管レベルおよび細胞レベルで確認できました。

 

セレノネインの生合成と吸収

セレノネインは、活性酸素を除去する能力を持つ既知の化合物であるエルゴチオネイン硫黄原子が、セレン原子に置き換わった構造をしています。エルゴチオネインは、一部の細菌および真菌によって生合成されます[3]。土壌中でエルゴチオネインは植物の根から吸収され、食物として摂取した動物からも検出される成分であり、ヒトではエルゴチオネインを運ぶ輸送体OCTN1も見つかっています[4]。ヒトに取り込まれたエルゴチオネインでも、活性酸素の作用があります。ヒトOCTN1はエルゴチオネインとセレノネインを区別できず、エルゴチオネインだけでなくセレノネインも運びます[2]。したがって、マグロを調理して食べたとき、栄養素として、エルゴチオネインと同様にセレノネインは吸収されると考えられます。

 

ヒトOCTN1遺伝子と相同な遺伝子は、魚類にも存在すると考えられます。実際、セレノネイン存在下でゼブラフィッシュに致死量のメチル水銀を投与する実験を行った場合、ヒトOCTN1と相同なゼブラフィッシュ遺伝子産物をノックダウンすると、セレノネインによる生存率の回復が抑制されました[2]。セレノネイン生合成の少なくとも一部は海洋細菌および海洋真菌によって行われ、セレノネインもしくは前駆体が食物連鎖の中でマグロに吸収され、マグロ組織でセレノネインが蓄積しているものと考えられます。

 

参考文献

  1.  “Identification of a Novel Selenium-containing Compound, Selenoneine, as the Predominant Chemical Form of Organic Selenium in the Blood of Bluefin Tuna.” Yumiko Yamashita et al. J.Biol. Chem. 2010 DOI: 10.1074/jbc.C110.106377
  2. “Selenoneine, a Novel Selenium-Containing Compound, Mediates Detoxification Mechanisms against Methylmercury Accumulation and Toxicity in Zebrafish Embryo.” Michiko Yamashita et al. Marine Biotechnol. 2013 DOI 10.1007/s10126-013-9508-1
  3. “In Vitro Reconstitution of Mycobacterial Ergothioneine Biosynthesis.” Seebeck FP et al. J. Am. Chem. Soc. 2010 DOI: 10.1021/ja101721e
  4. “Discovery of the Ergothioneine Transporter.” Grundemann D et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005 DOI: 10.1073/pnas.0408624102
  5.  厚生労働省 http://www.mhlw.go.jp/topics/bukyoku/iyaku/syoku-anzen/qa/051102-1.html  http://www.mhlw.go.jp/topics/bukyoku/iyaku/syoku-anzen/suigin/

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静岡で化学を教えています。よろしくお願いします。

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