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植物ポリケタイド生合成工学による分子多様性の創出

Research Project

Project/Area Number 19310145
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Living organism molecular science
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

野口 博司  University of Shizuoka, 薬学部, 教授 (60126141)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿部 郁朗  静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (40305496)
梅原 薫  静岡県立大学, 薬学部, 講師 (40185070)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000)
Fiscal Year 2008: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2007: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Keywordschalcone synthas / Hopene synthase / polyketide / squalene / Rheum palmatum / aloesone / flavoncid / chalcone synthase / flavonoid
Research Abstract

薬用植物アロエ(Aloe arborescens)より、申請者がこれまでに単離したペンタケタイドクロモン合成酵素(PCS)やオクタケタイド合成酵素(OKS)のフェニルアラニン等に加えて、新たに222番目のアスパラギンをグリシンに置換することにより、デカケタイドの生成に成功した。さらに活性キャビティーの側壁を構成する204番目のスレオニンをアラニンに変換することで、マロニル縮合数をウンデカケタイドに拡張することに成功した。204番目をさわらず、側壁と底面の角に位置する66番目のフェニルアラニンをロイシンに置換すると、ドデカケタイドが生成し、OKSの縮合数を、8から10、11、12まで拡張することに成功した。これらはいずれも放線菌のI,II型ポリケタイド合成酵素の最小構成単位で生産される産物であり、誠に興味深い。ウコン(Curcuma longa)、チョウセンアサガオ(Datura stramonium)などをはじめとする薬用植物より、CHSとの相同性に基づくPCRクローニングを行い、クルクミンなどジアリルヘプタイド、また、トロピノンなどのアルカロイドといった植物生理活性二次代謝産物の生合成において、さらなる新たな機能を有するIII型PKS酵素が関与する可能性を探索した結果。クルクマよりはクルクミン生合成酵素に関わるとみられる遺伝子群がクローニングされた。これらはジアリルヘプタイドを生成した。中国では抗アルツハイマー薬資源として期待されているトウゲシバ(Huperzias errata)由来のカルコン合成酵素にインドリールアクリルCoAを適用し新しいアルカロイド骨格の創出に成功した。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Novel type III polyketide synthases from Aloe arborescens2009

    • Author(s)
      Y, Mizuuchi, S. -P. Shi, K. Wanibuchi, A. Kojima, H. Morita, H. Noguchi, I. Abe
    • Journal Title

      FEBS Journal 276

      Pages: 2391-2401

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enzymatic Formation of Unnatural Novel Chalcone, Stilbene, and Benzophenone Scaffolds by Plant Type III Polyketide Synthase.2009

    • Author(s)
      S. P. Shi, K. Wanibuchi, H. Morita, K. Endo, H. Noguchi, I. Abe
    • Journal Title

      Organic. lett. 10

      Pages: 551-554

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure function analysis of novel type III polyketide synthases from Arabidopsis thaliana.2008

    • Author(s)
      Y. Mizuuchi, Y. Shimokawa, K. Wanibuchi, H. Noguchi, I. Abe
    • Journal Title

      Biol. Pharm. Bull. 31

      Pages: 2205-2210

    • NAID

      110007005016

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enzymatic Synthesis of Plant Polyketides2008

    • Author(s)
      S. P. Shi, H. Morita, K. Wanibuchil, Y. Mizuuchil, H. Noguchi, I. Abe
    • Journal Title

      Current Organic Synthesis 5

      Pages: 250-266

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure-Based Engineering of a Plant Type III Polyketide Synthase: Formation of an Unnatural Nonaketide Naphthopyrone2007

    • Author(s)
      I. Abe, H. Morita, S. Oguro, H. Noma, K. Wanibuchi, N. Kawahara, Y. Goda, H. Noguchi, and T. Kohno
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc. 129,

      Pages: 5976-5980

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An acridone-producing novel multifunctional type III polyketide synthase from Huperzia serrata2007

    • Author(s)
      K. Wanibuchi, P. Zhang, T. Abe, H. Morita, T. Kohno, G. Chen, H. Noguchi, I. Abe
    • Journal Title

      FEBS J., 274(4)

      Pages: 1073-1082

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural Insight into Chain-Length Control and Product Specificity of Pentaketide Chromone Synthase from Aloe arborescens2007

    • Author(s)
      H. Morita, S. Kondo, S. Oguro, H. Noguchi, S. Sugio, I. Abe, and T. Kohno
    • Journal Title

      Chemistry & Biology, 14,

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 結晶構造に基づくアロエ由来ポリケタイド合成酵素の機能改変2008

    • Author(s)
      鰐渕清史, 野口博司, 阿部郁朗
    • Organizer
      第54回日本薬学会東海支部大会講演要旨集、p. 32
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2008-07-05
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] セイヨウオトギリソウ由来ポリケタイド合成酵素の機能解析2008

    • Author(s)
      下川良彦, 野口博司, 阿部郁朗
    • Organizer
      第54回日本薬学会東海支部大会講演要旨集、p. 40
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2008-07-05
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Engineered Biosynthesis of Plant Polyphenols2008

    • Author(s)
      Ikuro Abe
    • Organizer
      4 th Japan-Korea-China Joint Seminar on Pharmacognosy, “The Trend of Herbal Medicines in Health Functional Sources for Aging Delay Agents"
    • Place of Presentation
      Kangnung, Korea
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal Structure of a Plant Type III Polyketide Synthase that Produce Benzalacetone2008

    • Author(s)
      H. Morita, M. Tanio, S. Kondo, R. Kato, K. Wanibuchi, H. Noguchi, S. Sugio, I. Abe, T. Kohno
    • Organizer
      5th International Conference on Plant Metabolomics
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物由来新規III型ポリケタイド合成酵素の結晶構造の解明と機能改変2007

    • Author(s)
      森田洋行、鰐渕清史、近藤伸、小黒聡史、野間久史、野口博司、杉尾成俊、河野俊之、阿部郁朗
    • Organizer
      第49回 天然有機化合物討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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