Studies on newly observed biosynthetic pathway and vacuolar accumulation of anthocyanin in black soybean in
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23K05056
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38040:Bioorganic chemistry-related
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉田 久美 愛知工業大学, 工学部, 教授 (90210690)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾山 公一 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 主任技師 (80402460)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | アントシアニン / 黒ダイズ / フラべノール / 配糖化-2-フラベノール / 生合成 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、アントシアニンを多量に集積する黒色ないし紫色の豆類、果実類を標的とし、申請者が見いだした、配糖化-2-フラベノールを経由するアントシアニン生合成機構と液胞輸送機構を解明することを目的とする。
具体的には（１）アントシアニンを多量に含む黒色植物を標的に、アントシアニンの特定と配糖化-2-フラベノールの探索を行い、この経路の普遍性を調べる。（２）黒ダイズを用いて配糖化-2-フラベノールの生合成経路を解明する。（３）配糖化-2-フラベノールの液胞輸送の機構を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
黒ダイズの種皮色素はシアニジン3-グルコシドで、その含有量は乾燥種皮あたり15 mg/g dried seed-coat にも達する。すでに代表者らは、未熟な緑色の黒ダイズ種皮を鞘から出して光と空気に暴露すると、通常鞘中では２ヶ月程度かかる登熟がほぼ24時間で進み、黒色になり、これが通常の登熟豆と同じシアニジン3-グルコシドの蓄積によることを見出した。また緑色種皮には、深見らが見出した3位が配糖化された2-フラべノール体が含まれる。研究代表者らは、これが極めて不安定で容易に空気酸化される化合物であることや、フラボノール配糖体を金属還元した際に生成する分子であること、さらには、鞘中の登熟においても、鞘外での急激な登熟においても、2-フラべノール体の減少とシアニジン3-グルコシドの増加が相関することから、大量に単純なアントシアニンを蓄積する植物の生合成過程においては、2-フラべノール体が中間体であると考え、その新しい機構について研究を開始した。
黒ダイズからアントシアニジン合成酵素遺伝子をクローニングして、独自に合成したシスロイコシアニジンなどを基質として酵素反応を行なったが、ほとんどシアニジン3-グルコシドを与えなかった。一方、カテキンを基質とするとむしろ、主にシアニジン3-グルコシドが得られることがわかった。しかし、2-フラべノール体はシアニジン3-グルコシドにならなかった。有機化学的には、2-フラべノール体の酸化反応は、B環4’位の酸化から進むのではないかと推測されるため、さらに酵素反応の機構を詳細に解明する目的で、カテキンのフェノール性ヒドロキシ基に何らかのアルキル基を導入して酸化が進まないような基質を設計した。現在合成中で、合成ができ次第、酵素反応を実施予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者の吉田が、2023年4月1日より所属機関を移動し、研究室の引越しその他の業務たあったこと、及び、2022年度に研究協力者として実施に携わっていた大学院生が修了して、実験担当者が減ったことなどにより、従来の実施予定よりも遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度よりANSの基質となり得るカテキン誘導体の合成を進めている。これが合成できれば、協力者の東北大学中山教授、和氣講師に酵素タンパク質との反応を実施依頼予定である。
さらに、黒ダイズの登熟過程におけるRNAをすでに取得済みであり、関連遺伝子の発現解析を実施予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
