Molecular basis of polyphenol oxidase involved in naphthoquinone skeleton formation

• Project/Area Number: 25K08838
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37020:Chemistry and chemical methodology of biomolecules-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 矢崎 一史 京都大学, 生存圏研究所, 特任教授 (00191099)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高梨 功次郎 信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (10632119) ; 庄司 翼 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 教授 (40343272) ; 中西 浩平 富山大学, 和漢医薬学総合研究所, 研究員 (81006039)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: ポリフェノールオキシダーゼ / シコニン / ナフトキノン / ムラサキ / ゲノム編集

Outline of Research at the Start

ポリフェノールオキシダーゼ（PPO）は、銅を補因子とする酸化還元酵素である。植物の本ファミリーは分子状酸素を基質として、極めて多様な化学反応を触媒する。薬用・染料植物であるムラサキにおいてPPOは、本種特有の赤色色素シコニンの生合成に関わると予想されていながら、具体的な反応は未知である。さらに複雑なことに、本ファミリーの酵素は一旦プラスチドに輸送された後、液胞輸送される分子や、C-末端切断による活性化を受けるものもあり、細胞内の挙動は謎に包まれている。本研究では、PPOのゲノム編集ラインを利用し、ムラサキのPPOの細胞内挙動を突き止め、如何なる生合成反応に関わるのかを解き明かす。