| Project/Area Number |
22K19123
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中山 亨 東北大学, 工学研究科, 教授 (80268523)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | ゴマリグナン / β-グルコシダーゼ / セサミノール / 植物特化代謝物配糖体 |
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| Outline of Research at the Start |
β-1,2-グリコシド結合を含む植物特化代謝物配糖体は ，その嵩高いアグリコン構造とβ-1,2-グリコシド結合の組み合わせにより，ほとんどの植物・微生物起源のβグルコシダーゼの作用に対して抵抗性を示す．本研究では，こうした植物特化代謝物難分解性配糖体の生物学的役割について，申請者がゴマを対象にして得た観察結果から推定される仮説を検証することを目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物特化代謝物難分解性配糖体の代謝動態解明の一材料として，ゴマ種子の発芽に伴うゴマリグナン（セサミノールとその関連リグナンおよびそれらの配糖体）の代謝動態を解析した．その結果，アグリコンであるセサミノールの蓄積は見られず，その三糖配糖体STGの分解とともにソホロース型二糖配糖体2SDGの増加と蓄積が確認された．ゴマ種子発芽後10日目にはゴマリグナンとして2SDG及びセサミノールモノグルコシド（SMG）のみが検出され，特に2SDGの著量の蓄積が顕著であった．さらに2-SDGの蓄積はゴマ子葉中に維持され，ゴマ発芽6週間後の子葉中には2SDGがほぼ唯一のリグナン化合物として蓄積していた．2SDGはゴマ植物体内（子葉中）で長期間にわたり維持され，子葉が枯れた状態でも未分解のままであったことから，ゴマ発芽後のリグナン蓄積の主要な最終化学形態は2SDGであることがわかった．子葉はやがて土中に落下し，そこに含まれている2-SDGは，β-1,2結合分解能力を持つ限られた土壌微生物によって分解され何らかの機能を果たすことが考えられた．さらに，発芽ゴマ種子の細胞抽出物のクルードアッセイよってSTG分解活性を確認したところ，ゴマ内在性のβ-1,6結合特異的なβ-グルコシダーゼの存在が示唆され，STGからの上述の難分解性セサミノール配糖体（2-SDG）の生成・蓄積の鍵酵素となっていることが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
発芽ゴマ種子中の2-SDG蓄積に関わるβ-1,6結合特異的β-グルコシダーゼの同定に時間を要しているが，いくつかの候補に絞りこむことができている．
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| Strategy for Future Research Activity |
発芽ゴマ種子中の2-SDG蓄積に関わるβ-1,6結合特異的β-グルコシダーゼの遺伝子ならびに機能同定を行うとともに，2-SDGと土壌微生物との相互作用について調べていく予定である．
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