2014 Fiscal Year Annual Research Report
悉皆的二次代謝経路推定に向けたデータベースおよび要素技術の研究開発
| Project Area | Biosynthetic machinery: Deciphering and regulating the system for bioactive metabolite diversification |
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| Project/Area Number |
22108009
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
金谷 重彦 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (90224584)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | バイオインフォマティクス / ケモインフォマティクス / データベース / 二次代謝物 / 生合成情報 / 生物代謝 / ゲノム / メタボローム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本プロジェクトでは、生物-酵素-酵素反応の関係からなるデータベース（Motorcycle DB）を設計した。そのプロトタイプを論文誌にて報告した。代謝データベースMotercycleには，酵素反応、基質と生成物、反応の詳細情報が得られる。また、ペプチド配列から酵素反応を検索することも可能である。現在までに，文献情報をもとに植物を中心に，モノテルペン合成酵素，セスキテルペン合成酵素，ジテルペン合成酵素，トリテルペン合成酵素，P450（CYP）酵素，アルカロイド合成，フラボノイド合成に関わる酵素の反応などを整理し，DBへの蓄積が進められ、ウエブサイトhttp://kanaya.naist.jp/motorcycle/top2.htmlより無償公開した。
本DBを活用した要素技術の開発を進め、セスキテルペン合成酵素，ジテルペン合成酵素，トリテルペン合成酵素，P450（CYP）酵素，アルカロイド合成，フラボノイド合成経路に関わる酵素のペプチド配列特異性を、ペプチド配列における２ペプチド頻度により特徴づけることにも成功した。まずはじめに、植物(59165種)と微生物(代表的66種)の71万種のペプチド配列をもとに、ペプチド配列を２ペプチド頻度のベクトルで表現し、自己組織化法によりデータ構造を把握した。このようにして得られたデータ分布図を自己組織化地図から、４種のテルペンサイクラーゼには固有の配列特性が見られ、さらに、モノテルペンとセ好きサイクラーゼは非常に共通性が高いことを示した。さらに、この地図上で、P450（CYP）酵素，アルカロイド合成，フラボノイド合成経路にかかわる酵素の分布により、それぞれの酵素の配列特性を特徴づけることができた。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Targeted Integration of RNA-Seq and Metabolite Data to Elucidate Curcuminoid Biosynthesis in Four Curcuma Species2015
Author(s)
Li D, Ono N, Sato T, Sugiura T, Altaf-Ul-Amin M, Ohta D, Suzuki H, Arita M, Tanaka K, Ma Z, Kanaya S
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Journal Title
Plant Cell Physiol
Volume: 2015
Pages: 843-51
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Clustering of 3D-Structure Similarity Based Network of Secondary Metabolites Reveals Their Relationships with Biological Activities2014
Author(s)
Ohtana Y,Abdullah AA, Amin MA,Huang M,Ono N, Sato T,Sugiura T,Horai H,Nakamura Y,Morita AH, Lange KW,Kibinge NK, Katsuragi T,Shirai T,Kanaya S
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Journal Title
Mol. Inf.
Volume: 33
Pages: 790-801
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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