1) R. Sender, S. Fuchs & R. Milo: PLoS Biol., 14, e1002533 (2016).
2) M. Matsumoto, R. Kibe, T. Ooga, Y. Aiba, S. Kurihara, E. Sawaki, Y. Koga & Y. Benno: Sci. Rep., 2, 233 (2012).
3) C. Zhang, L. Yu, C. Ma, S. Jiang, Y. Zhang, S. Wang, F. Tian, Y. Xue, J. Zhao, H. Zhang et al.: Cell Host Microbe, 31, 1989 (2023).
4) P. Kovatcheva-Datchary, A. Nilsson, R. Akrami, Y. S. Lee, F. De Vadder, T. Arora, A. Hallen, E. Martens, I. Bjorck & F. Backhed: Cell Metab., 22, 971 (2015).
5) H. Fenhlner-Peach, C. Magnabosco, V. Raghavan, J. U. Scher, A. Tett, L. M. Cox, C. Gottsegen, A. Watters, J. D. Wiltshire-Gordon, N. Segata et al.: Cell Host Microbe, 26, 680 (2019).
6) Y. Sugiyama, Y. Mori, M. Nara, Y. Kotani, E. Nagai, H. Kawada, M. Kitamura, R. Hirano, H. Shimokawa, A. Nakagawa et al.: Gut Microbes, 14, 2128605 (2022).
2) D. D. Nedialkova & S. A. Leidel: Cell, 161, 1606 (2015).
3) N. Shigi, Y. Sakaguchi, T. Suzuki & K. Watanabe: J. Biol. Chem., 281, 14296 (2006).
4) T. Ida, T. Sawa, H. Ihara, Y. Tsuchiya, Y. Watanabe, Y. Kumagai, M. Suematsu, H. Motohashi, S. Fujii, T. Matsunaga et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 111, 7606 (2014).
5) A. Aucynaite, R. Rutkiene, R. Gasparaviciute, R. Meskys & J. Urbonavicius: Environ. Microbiol. Rep., 10, 49 (2018).
6) R. Jamontas, A. Laurynenas, D. Povilaityte, R. Meskys & A. Aucynaite: Nucleic Acids Res., 52, 10543 (2024).
7) R. Hidese, T. Ohira, S. Sakakibara, T. Suzuki, N. Shigi & S. Fujiwara: MBio, 15, e0053424 (2024).
真核生物が栄養状態に応じて代謝を制御する際に,中心的な役割を果たす因子がTarget of Rapamycin Complex 1 (TORC1)である.植物において,TORC1はグルタミンによってよく活性化されることが知られていたものの,その分子機構は不明であった.本稿では植物と酵母で共通したグルタミンによるTORC1の活性化機構について解説する.
1) A. Gonzalez, M. N. Hall, S.-C. Lin & D. G. Hardie: Cell Metab., 31, 472 (2020).
2) C. Goul, R. Peruzzo & R. Zoncu: Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 24, 857 (2023).
3) M. Schepetilnikov, J. Makarian, O. Srour, A. Geldreich, Z. Yang, J. Chicher, P. Hammann & L. A. Ryabova: EMBO J., 36, 886 (2017).
4) Y. Liu, X. Duan, X. Zhao, W. Ding, Y. Wang & Y. Xiong: Dev. Cell, 56, 1283 (2021).
5) M. Tanigawa, K. Yamamoto, S. Nagatoishi, K. Nagata, D. Noshiro, N. N. Noda, K. Tsumoto & T. Maeda: Commun. Biol., 4, 1093 (2021).
6) M. Tanigawa, T. Maeda & E. Isono: iScience, 27, 110814 (2024).
7) K. Liu, B. M. Sutter & B. P. Tu: Nat. Commun., 12, 57 (2021).
8) Y. Zeng, B. Li, S. Huang, H. Li, W. Cao, Y. Chen, G. Liu, Z. Li, C. Yang, L. Feng et al.: Nat. Commun., 14, 1768 (2023).
9) M. Caligaris, R. Nicastro, Z. Hu, F. Tripodi, J. E. Hummel, B. Pillet, M.-A. Deprez, J. Winderickx, S. Rospert, P. Coccetti et al.: eLife, 12, e84319 (2023).
1) A. Lauko, S. J. Pellock, K. H. Sumida, I. Anishchenko, D. Juergens, W. Ahern, J. Jeung, A. Shida, A. Hunt, A. Kalvet et al.: Science, 388, eadu2454 (2025).
2) Y. Asano: Biosci. Biotechnol. Biochem., 83, 1402 (2019).
3) D. Matsui, A. Terai & Y. Asano: Enzyme Microb. Technol., 82, 151 (2016).
4) H. Yamaguchi, K. Takahashi, N. Numoto, H. Suzuki, M. Tatsumi, A. Kamegawa, K. Nishikawa, Y. Asano, T. Mizukoshi, H. Miyano et al.: J. Biochem., 177, 27 (2025).
5) M. Tatsumi, K. Takahashi, H. Yamaguchi, U. Tagami, H. Miyano, T. Mizukoshi & M. Sugiki: Sens. Mater., 36, 3201 (2024).
6) H. Yamaguchi, K. Takahashi, M. Tatsumi, U. Tagami, T. Mizukoshi, H. Miyano & M. Sugiki: Enzyme Microb. Technol., 170, 110287 (2023).
7) K. Murai, H. Yamaguchi, S. Furuuchi, K. Takahashi, U. Tagami, M. Tatsumi, M. Mizukoshi, H. Miyano, S. Okauchi & M. Sugiki: Sens. Mater., 36, 3177 (2024).
1) S. Taguchi, M. Yamada, K. Matsumoto, K. Tajima, Y. Satoh, M. Munekata, K. Ohno, K. Kohda, T. Shimamura, H. Kambe et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 17323 (2008).
2) K. Matsumoto, C. Hori, R. Fujii, M. Takaya, T. Ooba, T. Ooi, T. Isono, T. Satoh & S. Taguchi: Biomacromolecules, 19, 662 (2018).
3) K. Satoh, T. Kawakami, N. Isobe, L. Pasquier, H. Tomita, M. Zinn & K. Matsumoto: Microb. Cell Fact., 21, 84 (2022).
4) Y. Hozumi, S. Hachisuka, H. Tomita, H. Kikukawa & K. Matsumoto: Biomacromolecules, 25, 2973 (2024).
5) S. Mizuno, Y. Enda, A. Saika, A. Hiroe & T. Tsuge: J. Biosci. Bioeng., 125, 295 (2018).
3) W. K. Self & D. M. Holzman: Nat. Med., 29, 2187 (2023).
4) D. J. Selkoe & J. Hardy: EMBO Mol. Med., 8, 595 (2016).
5) D. de Strooper, R. Vassar & T. Golde: Nat. Rev. Neurol., 6, 99 (2010).
6) M. Muttenthaler, G. F. King, D. J. Adams & P. F. Alewood: Nat. Rev. Drug Discov., 20, 309 (2021).
7) A. L. Oliveira, M. F. Viegas, S. L. da Silva, A. M. Soares, M. J. Ramos & P. A. Fernandes: Nat. Rev. Chem., 6, 451 (2022).
8) J. M. de Souza, B. D. C. Goncalves, M. V. Gomez, L. B. Vieira & F. M. Ribeiro: Front. Pharmacol., 9, 145 (2018).
9) M. Waqar & S. Batool: J. Theor. Biol., 372, 107 (2015).
10) P. Bhattacharjee & D. Bhattacharyya: J. Biol. Chem., 288, 30559 (2013).
11) L. C. Camargo, I. Gering, M. Mastalipour, V. Kraemer-Schulien, T. Bujnicki, D. Willbold, M. A. Coronado & R. J. Eberle: ACS Chem. Neurosci., 15, 2600 (2024).
12) L. C. Camargo, L. G. Veras, G. Vaz, A. C. B. de Souza & M. R. Mortari: Neuropeptides, 93, 102233 (2022).
13) Y. A. de Oliveira So, C. V. S. Costa, L. C. Camargo, L. G. Veras, L. A. Ribeiro Junior, M. R. Mortari & R. Gargano: Proteins, 93, 1257 (2025).
14) G. M. Gomes, G. D. Dalmolin, M. N. Cordeiro, M. V. Gomez, J. Ferreira & M. A. Rubin: Toxicon, 76, 23 (2013).
15) F. R. Silva, E. M. L. Batista, G. V. Gomes, C. Kushmerick, J. F. da Silva, M. N. Cordeiro, L. B. Viera & F. M. Ribeiro: Toxicon, 112, 16 (2016).
16) A. I. Smith, N. W. Rajapakse, O. Kleifeld, B. Lomonte, N. L. Sikanyika, A. J. Spicer, W. C. Hodgson, P. J. Conroy, D. H. Small, D. M. Kaye et al.: Sci. Rep., 6, 22413 (2016).
17) M. Ye, H. S. Chung, C. Lee, M. S. Yoon, A. R. Yu, J. S. Kim, D. S. Hwang, I. Shim & H. Ba: J. Neuroinflammation, 13, 10 (2016).
18) E. Futai, H. Kawasaki, S. Sato, K. Daoudi, M. Hidaka, T. Tomita & T. Ogawa: Toxins (Basel), 15, 500 (2023).
22) H. Shibata, T. Chijiwa, N. Oda-Ueda, H. Nakamura, K. Yamaguchi, S. Hattori, K. Matsubara, Y. Matsuda, A. Yamashita, A. Isomoto et al.: Sci. Rep., 8, 11300 (2018).
23) 小川智久,柴田弘紀:化学と生物,57,289 (2019).
24) T. Ogawa, N. Oda-Ueda, K. Hisata, H. Nakamura, T. Chijiwa, S. Hattori, A. Isomoto, H. Yugeta, S. Yamasaki, Y. Fukumaki et al.: Toxins (Basel), 11, 581 (2019).
25) N. Iwata, M. Sekiguchi, Y. Hattori, A. Takahashi, M. Asai, B. Ji, M. Higuchi, M. Staufenbiel, S. Muramatsu & T. C. Saido: Sci. Rep., 3, 1472 (2013).
26) T. Saito, N. Iwata, S. Tsubuki, Y. Takaki, J. Takano, S. M. Huang, T. Suemoto, M. Higuchi & T. C. Saido: Nat. Med., 11, 434 (2005).
27) E. Futai: Methods Mol. Biol., 2049, 403 (2019).
28) 二井勇人:化学と生物,54,530 (2013).
29) S. Tagami, K. Yanagida, T. S. Kodama, M. Takami, N. Mizuta, H. Oyama, K. Nishitomi, Y. W. Chiu, T. Okamoto, T. Ikeuchi et al.: Cell Rep., 21, 259 (2017).
30) J. Abramson, J. Adler, J. Dunger, R. Evans, T. Green, A. Pritzel, O. Ronneberger, L. Willmore, A. J. Ballard, J. Bambrick et al.: Nature, 630, 493 (2024).
1) E. Allen-Vercoe, J. R. Carmical, S. P. Forry, M. H. Gail & R. Sinha: Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev., 28, 1949 (2019).
2) S. P. Forry, S. L. Servetas, J. G. Kralj, K. Soh, M. Hadjithomas, R. Cano, M. Carlin, M. G. Amorim, B. Auch, M. G. Bakker et al.: Sci. Rep., 14, 9785 (2024).
4) D. M. Tourlousse, K. Narita, T. Miura, M. Sakamoto, A. Ohashi, K. Shiina, M. Matsuda, D. Miura, M. Shimamura, Y. Ohyama et al.: Microbiome, 9, 95 (2021).
5) Y. Ohyama, T. Miura, M. Furukawa, M. Shimamura, Y. Asami, A. Yamazoe, Y. Uchino & H. Kawasaki: Micorobes Environ, 40, ME24076 (2025).
6) O. M. de Bruin & H. C. Birnboim: BMC Microbiol., 16, 197 (2016).
11) D. M. Tourlousse, K. Narita, T. Miura, A. Ohashi, M. Matsuda, Y. Ohyama, M. Shimamura, M. Furukawa, K. Kasahara, K. Kameyama et al.: Microbiol. Spectr., 10, e0191521 (2022).
14) P. I. Costea, G. Zeller, S. Sunagawa, E. Pelletier, A. Alberti, F. Levenez, M. Tramontano, M. Driessen, R. Hercog, F. E. Jung et al.: Nat. Biotechnol., 35, 1069 (2017).
15) https://human-microbiome.org/index.php#SOPS
16) G. C. A. Amos, A. Logan, S. Anwar, M. Fritzsche, R. Mate, T. Bleazard & S. Rijpkema: Microbiome, 8, 98 (2020).
17) C. Sergaki, S. Anwar, M. Fritzsche, R. Mate, R. J. Francis, K. MacLellan-Gibson, A. Logan & G. C. A. Amos: Microbiome, 10, 123 (2022).
18) World Health Organization: WHO/BS/2023.2455 WHO 1st Reference Reagent for DNA extraction of gut microbiome, https://www.who.int/publications/m/item/who-bs-2023.2455 (2023).
19) S. Porcari, B. H. Mullish, F. Asnicar, S. C. Ng, L. Zhao, R. Hansen, P. W. O'Toole, J. Raes, G. Hold, L. Putignani et al.: Lancet Gastroenterol. Hepatol., 10, 154 (2025).
1) M. Suiko, K. Kurogi, T. Hashiguchi, Y. Sakakibara & M. C. Liu: Biosci. Biotechnol. Biochem., 81, 63 (2017).
2) D. H. Kim, L. Konishi & K. Kobashi: Biochim. Biophys. Acta Protein Struct. Mol. Enzymol., 872, 33 (1986).
3) D. W. Ehrhardt, E. M. Atkinson, K. F. Faull, D. I. Freedberg, D. P. Sutherlin, R. Armstrong & S. R. Long: J. Bacteriol., 177, 6237 (1995).
4) J. D. Mougous, C. J. Petzold, R. H. Senaratne, D. H. Lee, D. L. Akey, F. L. Lin, S. E. Munchel, M. R. Pratt, L. W. Riley, J. A. Leary et al.: Nat. Struct. Mol. Biol., 11, 721 (2004).
5) R. F. Clark, S. R. Williams, S. P. Nordt & A. S. Manoguerra: Undersea Hyperb. Med., 26, 175 (1999).
6) M. V. Laycock, J. Kralovec & R. Richards: Nat. Toxins, 5, 36 (1997).
7) J. J. Bustillos-Guzman, C. J. Band-Schmidt, L. M. Duran-Riveroll, F. E. Hernandez-Sandoval, D. J. Lopez-Cortes, E. J. Nunez-Vazquez, A. Cembella & B. Krock: Food Addit. Contam. Part A Chem. Anal. Control Expo. Risk Assess., 32, 381 (2015).
8) A. L. Lukowski, N. Denomme, M. E. Hinze, S. Hall, L. L. Isom & A. R. H. Narayan: ACS Chem. Biol., 14, 941 (2019).
9) G. Goodwin & S. B. McMahon: Nat. Rev. Neurosci., 22, 263 (2021).
10) Q. Dong & F. H. Shum: European Patent. EP2298306A1, Available online: https://patents.google.com/patent/EP2298306A1/en?oq=tetrodotoxin (2011).
11) L. Yao, G. D. D'Agostino, J. Park, S. Hang, A. A. Adhikari, Y. Zhang, W. Li, J. Avila-Pacheco, S. Bae, C. B. Clish et al.: Nat. Microbiol., 7, 1404 (2022).
12) R. N. Pruitt, B. Schwessinger, A. Joe, N. Thomas, F. Liu, M. Albert, M. R. Robinson, L. J. Chan, D. D. Luu, H. Chen et al.: Sci. Adv., 1, e1500245 (2015).
13) W. Y. Song, G. L. Wang, L. L. Chen, H. S. Kim, L. Y. Pi, T. Holsten, J. Gardner, B. Wang, W. X. Zhai, L. H. Zhu et al.: Science, 270, 18043 (1995).
14) B. Huang, J. Y. Xu, M. S. Hou, J. Ali & T. M. Mou: Euphytica, 187, 449 (2012).
15) M. Wang, W. W. Li, Z. Cao, J. Sun, J. Xiong, S. Q. Tao, T. Lv, K. Gao, S. Luo & S. H. Dong: Acta Pharm. Sin. B, 14, 2773 (2024).
16) C. Zhao, J. Qi, W. Tao, L. He, W. Xu, J. Chan & Z. Deng: PLoS One, 9, e114722 (2014).
17) X. Tang, K. Eitel, L. Kaysser, A. Kulik, S. Grond & B. Gust: Nat. Chem. Biol., 9, 610 (2013).
18) F. Wiker, M. Konnerth, I. Helmle, A. Kulik, L. Kaysser, H. Gross & B. Gust: ACS Chem. Biol., 14, 1972 (2019).
19) M. Igarashi, N. Nakagawa, N. Doi, S. Hattori, H. Naganawa & M. Hamada: J. Antibiot. (Tokyo), 56, 580 (2003).
20) Y. Ishizaki, C. Hayashi, K. Inoue, M. Igarashi, Y. Takahashi, V. Pujari, D. C. Crick, P. J. Brennan & A. Nomoto: J. Biol. Chem., 288, 30309 (2013).
21) Z. J. Low, G. Ma, H. T. Tran, Y. Zou, J. Xiong, L. Pang, S. Nuryyeva, H. Ye, J. Hu, K. N. Houk et al.: J. Am. Chem. Soc., 142, 1673 (2020).
22) J. G. McCarthy, E. B. Eisman, S. Kulkarni, L. Gerwick, W. H. Gerwick, P. Wipf, D. H. Sherman & J. L. Smith: ACS Chem. Biol., 7, 1994 (2012).
23) S. Kurosawa, F. Hasebe, H. Okamura, A. Yoshida, K. Matsuda, Y. Sone, T. Tomita, T. Shinada, H. Takikawa, T. Kuzuyama et al.: J. Am. Chem. Soc., 144, 16164 (2022).
24) T. Mori, T. Teramoto & Y. Kakuta: Biochem. Biophys. Res. Commun., 711, 149891 (2024).
25) G. B. Jones & F. S. Fouad: Curr. Pharm. Des., 8, 2415 (2002).
26) S. Pakhomova, J. Buck & M. E. Newcomer: Protein Sci., 14, 176 (2005).
27) M. Negishi, L. G. Pedersen, E. Petrotchenko, S. Shevtsov, A. Gorokhov, Y. Kakuta & L. C. Pedersen: Arch. Biochem. Biophys., 390, 149 (2001).
28) T. Teramoto, Y. Sakakibara, M. C. Liu, M. Suiko, M. Kimura & Y. Kakuta: Biochem. Biophys. Res. Commun., 379, 76 (2009).
29) G. Malojcic, R. L. Owen, J. P. A. Grimshaw, M. S. Brozzo, H. Dreher-Teo & R. Glockshuber: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 19217 (2008).
30) T. Teramoto, Y. Sakakibara, M. C. Liu, M. Suiko, M. Kimura & Y. Kakuta: Biochem. Biophys. Res. Commun., 383, 83 (2009).
31) T. Teramoto, R. Adachi, Y. Sakakibara, M. C. Liu, M. Suiko, M. Kimura & Y. Kakuta: FEBS Lett., 583, 3091 (2009).