| Project/Area Number |
20J10530
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
鄭 秀娟 (2020) 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Research Fellow |
鄭 秀娟 (2021) 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | サポニン / メタボロン / セルロースシンターゼライク / UGT / タンパク質間相互作用 / Split ubiquitin / TurboID |
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| Outline of Research at the Start |
サポニンは植物二次代謝産物の一群であり、薬用植物カンゾウの有効成分であるグリチルリチンや、ダイズなどに含まれるソヤサポニンなどがあげられる。サポニンは付加される糖の種類や位置などによって構造と生理活性が多様化する。これまでサポニンの配糖化反応はUDP糖依存型配糖体化酵素（UGT）によって触媒されると知られている。しかし、グリチルリチンやソヤサポニン生合成において、１糖目のグルクロン酸転移活性を示す酵素が、UGTではなくcellulose-synthase-like（Csl）であることが判明した。本研究は更なるCslの機能解析を通してサポニン生合成経路の解明とサポニン発酵生産への応用を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、グリチルリチンやソヤサポニン類の生合成経路において今まで未同定であったC-3位糖鎖の１糖目であるグルクロン酸が、UGT（UDP-sugar dependent glycosyltransferase）とはまた別の糖転移酵素群であるセルロース合成酵素類似群（Cellulose synthase-like）から機能的に分化した新規酵素CSyGT（Cellulose synthase derived-glycosyltransferase）によって転移されることを見出した。また、細胞質に局在すると知られている植物UGTとは対照的に、CSyGTは小胞体膜に局在することが判明した。サポニン生合成において部位特異的な酸化反応を触媒するシトクロムP450（CYP）もまた小胞体膜に局在するため、本研究ではCSyGTを足場としたサポニン生合成酵素複合体（メタボロン）形成の検証を中心にサポニン生合成酵素間のタンパク質間相互作用の有無を調べた。
Split-ubiquitin法を用いたタンパク質間相互作用解析では、CSyGTがCYPやUGTなどの生合成酵素とは相互作用を示さなかったのに対し、β-アミリン合成酵素と強く相互作用することを明らかにした。これは、CSyGTがCYPと「直接的に」相互作用すると考えていた当初の予想とは異なる発見であり、「さらに別のタンパク質を介した間接的な相互作用が必要である」という新たな仮説を着想することができた。そこで、最近報告されたTurboIDを使った接依存型標識法を用いて生合成酵素としては機能しないもののメタボロン形成において重要な役割を果たすと推定される未知のメタボロン構成メンバーの探索を試みた。ミヤコグサCSyGTノックアウト体においてTurboIDをCSyGTに融合したタンパク質の発現に成功し、標識化されたタンパク質を複数確認することができた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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