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Elucidation of the biosynthetic pathway for the effective production of phenylethanoid glycosides in medicinal plants

Research Project

Project/Area Number 18K19186
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

MATSUFUJI Hiroshi  日本大学, 生物資源科学部, 教授 (70287605)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywordsフェニルエタノイド配糖体 / アクテオシド / 生合成経路 / トランスクリプトーム / フェニルエタノイド / ゴマ / 生合成 / バイオ生産
Outline of Final Research Achievements

Phenylethanoid glycosides (PhGs) are widely distributed in medical plants. Recent pharmacological studies of PhGs have shown extensive biological activities. Therefore, valuable PhGs has been expected to use for pharmaceutical applications. However, industrial mass production remains unresolved for effective applications such as large scale evidence-based human study because biosynthesis of acteoside (Act), the most representative one of PhGs, several downstream intermediate, key enzymes and their corresponding genes remain to be discovered. In this study, we examined the effective accumulation of Act by elicitation in sesame cultured cells, and followed to the major genomic determinants of Act biosynthesis by transcriptome analysis, and functional expression of the candidate genes. The two key genes, which modulate the sequential glucosylation step in the biosynthesis of PhGs with hydroxytyrosol unit such as Act, were identified in sesame cultured cells for the first time.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PhGsは1950年に天然中から初めて見出され,そして薬理作用が明示された80~90年代以降から今に至るまで「医薬品としての利用」が期待されているにもかかわらず,未だに生合成下流の経路が不明で,量産化できていない。本研究によりActをはじめとするPhGsの基本骨格生成に寄与する酵素遺伝子の一端が明らかとなった。これにより種々のPhGsの生合成機構の解明ならびに効率的バイオ生産に拍車がかかることが期待される。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] フェニルエタノイド配糖体の魅力と謎-ゴマ葉からのチャレンジ-2020

    • Author(s)
      松藤 寛
    • Journal Title

      SUNATEC e-Magazine

      Volume: 168

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] ゴマ草中のフェニルエタノイド配糖体の局在と生合成機構の解明2019

    • Author(s)
      藤佑志郎、松藤寛
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 3 Pages: 1050-1053

    • NAID

      40022070237

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  • [Journal Article] Accumulation and subcellular localization of acteoside in sesame plants (Sesamum indicum L.).2018

    • Author(s)
      Y. Fuji, T. Ohtsuki, H. Matsufuji
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 3 Issue: 12 Pages: 17287-17294

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b02798

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 機能性食品の成分化学研究に植物科学研究が教示してくれた未来2020

    • Author(s)
      松藤寛
    • Organizer
      生命科学研究所シンポジウム 植物機能化学:現在から未来へ
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    • Invited
  • [Presentation] エリシター処理により誘導されたゴマ培養細胞中配糖体化酵素の解析2019

    • Author(s)
      藤佑志郎, 大槻崇, 明石智義, 松藤寛
    • Organizer
      日本ゴマ科学会第34回大会
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    • Author(s)
      余田圭人, 宮澤知也, 守屋佳奈, 大槻崇, 藤佑志郎, 松藤寛
    • Organizer
      日本ゴマ科学会第34回大会
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  • [Presentation] エリシテーションにより高発現したゴマ培養細胞中配糖体化酵素の解析2019

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      藤佑志郎, 大槻崇, 明石智義, 松藤寛
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      日本植物細胞分子生物学会第37回大会
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      松岡聖朗, 大槻崇, 石附京子, 藤佑志郎, 西崎雄三, 増本直子, 杉本直樹, 佐藤恭子, 松藤寛
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      城間咲希,大槻崇,岩淵範之,松藤寛
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      第8回JACI/GSCシンポジウム
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      松岡聖朗, 大槻崇, 藤佑志郎, 松下明里, 松田美優, 西崎雄三, 増本直子, 杉本直樹, 佐藤恭子, 松藤寛
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      日本食品化学学会第25回大会
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      大槻崇,松田美優,松下明里,小島豪,松岡聖朗,西﨑雄三,増本直子,山崎太一,黒江美穂,沼田雅彦,井原俊英,杉本直樹,佐藤恭子,松藤寛
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      日本薬学会第139年会
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      藤佑志郎,大槻崇,明石智義,青木俊夫,松藤寛
    • Organizer
      第36回日本植物細胞分子生物学会(金沢)大会
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      https://hp.brs.nihon-u.ac.jp/~foodanalysis/research_subject/index.html#search

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  • [Remarks] 2019年度日本大学生物資源科学部市民講座 「ゴマ葉の機能性成分と栽培環境」

    • URL

      https://www.brs.nihon-u.ac.jp/wp-content/uploads/20190507154939.pdf

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    • URL

      http://hp.brs.nihon-u.ac.jp/~foodanalysis/research_subject/index.html#search

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Published: 2018-07-25   Modified: 2021-02-19  

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