2020 Fiscal Year Annual Research Report
Novel pathway of coenzyme Q biosynthesis
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17H03806
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
川向 誠 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (70186138)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村井 正俊 京都大学, 農学研究科, 准教授 (80543925)
戒能 智宏 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (90541706)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | coenzyme Q / fission yeast / ubiquinone / isoprenoid |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コエンザイムQ（CoQ）は、ユビキノンとも称され、イソプレノイド鎖とキノン骨格からなる電子の授受に関わる生体内の重要化合物である。CoQは、ほぼ全ての好気生物が有する電子伝達系の成分として、ATP合成に必要な生体内物質であると同時に、抗酸化物資でもある。それ以外にもCoQは、サルファイドキノン酸化還元酵素、ジヒドロオロト酸デヒドロゲナーゼの補酵素としても働く。イソプレン１０単位の側鎖を有するCoQ10を人は合成できるが、その量は加齢とともに減少することから、サプリメントとして補うと効果的である。
本研究ではCoQ生合成の解明とその知見をヒトの遺伝病の理解に貢献させることを目標としている。CoQ10の合成量が低下している患者がミトコンドリア脳筋症になるということが報告され、CoQ生合成と遺伝病との関連性が非常に注目されている。しかしながら、、酵母においても、重要なステップが判明してない。ヒトと同じCoQ10を合成する分裂酵母の遺伝学を最大限活用し、真核生物の起点である酵母内での合成経路、とりわけキノン骨格の前駆体合成とキノン骨格形成部分の解明を目指した。
分裂酵母のミトコンドリに局在するタンパク質をコードする遺伝子の破壊株の中で、既知のCoQ合成に関わる遺伝子以外に大きくその合成量が低下する遺伝子の解析を進めた。その中の１つ、coq11破壊株では、CoQ10合成量低下は観察されるが、典型的な最小培地での生育は見られず、合成系そのものではない調整的な役割を示すと考えている。coq12破壊株では上流のPHBを添加することによりCoQ10の合成量が回復したことから、PHBの合成に関与すると考えている。CoQ合成に影響す化合物を探索し、新たに安息香酸が合成を阻害することを見出した。その阻害はPHBやPABAの添加により回復した。PHBポリプレニル２リン酸合成酵素を阻害していると考えた。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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