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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Comprehensive understanding of the regulatory mechanisms underlying triterpenoid biosynthesis in licorice

Research Project

Project/Area Number 17K07754
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

関 光  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30392004)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsトリテルペノイドサポニン / 生合成 / 転写制御因子 / シトクロムP450 / bHLH
Outline of Annual Research Achievements

トリテルペノイド配糖体(サポニン)は多くの生薬の主活性成分や天然甘味成分として重要な植物二次代謝産物の一グループである。マメ科の薬用植物カンゾウ(甘草)は肝庇護薬、抗炎症剤、甘味料原料として多用されるサポニンであるグリチルリチンのほか、マメ科植物が共通して生産するソヤサポニンを生合成するがその制御機構は不明である。本研究では、ゲノム・トランスクリプトーム情報を活用してカンゾウにおけるサポニン生合成制御に関与する転写制御因子の同定を目指した。カンゾウにおけるサポニン生合成に関わる新規酵素としてソヤサポニン生合成に関わるシトクロムP450酸化酵素CYP72A566を新たに同定した。さらに、ソヤサポニン生合成に関わるβ-アミリン合成酵素、CYP93E3、CYP72A566遺伝子の発現を正に制御するbHLH型転写因子(GubHLH3)の同定に成功した。さらに、GubHLH3遺伝子を高発現するカンゾウおよびミヤコグサの形質転換毛状根を作出しトランスクリプトーム解析を行うことで既知のサポニン生合成酵素遺伝子の他に機能未知の糖転移酵素や転写因子、輸送体タンパク質などの遺伝子の発現がコントロールと比較して有意に増高あるいは低下することを見出した。本データは、サポニン生合成や蓄積、他の代謝経路との制御クロストークに関わる未知因子を探索するうえで極めて有用なデータと考えられる。最終年度はまた、グリチルリチン生合成酵素の発現を活性化する転写因子の候補としてGubHLH3とは異なる5種の転写因子を新たに選抜しグリチルリチン生合成に関わるCYP88D6遺伝子プロモーターからの転写の活性化能を評価した。しかしながら、これらの候補については、少なくとも各転写因子単独ではCYP88D6遺伝子プロモーターからの転写を活性化しなかった。今後、候補転写因子のコンビネーションによる機能を解析する必要がある。

  • Research Products

    (16 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Int'l Joint Research] Department of Biotechnology/Faculty of Life Sciences/Universidad Regional Amazonica IKIAM(エクアドル)

    • Country Name
      ECUADOR
    • Counterpart Institution
      Department of Biotechnology/Faculty of Life Sciences/Universidad Regional Amazonica IKIAM
  • [Journal Article] Molecular basis of C-30 product regioselectivity of legume oxidasesinvolved in high-value triterpenoid biosynthesis2019

    • Author(s)
      Fanani MZ, Fukushima EO, Sawai S, Tang J, Ishimori M, Sudo H, Ohyama K, Seki H, Saito K, Muranaka T
    • Journal Title

      Front. Plant Sci.

      Volume: 10 Pages: 1520

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.01520

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lotus japonicus triterpenoid profile and characterization of CYP716A51 and LjCYP93E1 genes involved in its biosynthesis in planta2019

    • Author(s)
      Suzuki H, Fukushima EO, Shimizu Y, Seki H, Fujisawa Y, Ishimoto M, Osakabe K, Osakabe Y, Muranaka T
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 60 Pages: 2496-2509

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz145

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Functional specialization of UDP-glycosyltransferase 73P12 in licorice to produce a sweet triterpenoid saponin, glycyrrhizin2019

    • Author(s)
      Nomura Y, Seki H, Suzuki T, Ohyama K, Mizutani M, Kaku T, Tamura K, Ono E, Horikawa M, Sudo H, Hayashi H, Saito K, Muranaka T
    • Journal Title

      Plant J.

      Volume: 99 Pages: 1127-1143

    • DOI

      10.1111/tpj.14409

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of oxidosqualene cyclases from the medicinal legume tree Bauhinia forficata: a step toward discovering preponderant α-amyrin-producing activity2019

    • Author(s)
      Srisawat P, Fukushima EO, Yasumoto S, Robertlee J, Suzuki H, Seki H, Muranaka T
    • Journal Title

      New Phytol.

      Volume: 224 Pages: 352-366

    • DOI

      10.1111/nph.16013

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Identification and characterization of (+)-α-bisabolol and 7-epi-silphiperfol-5-ene synthases from Artemisia abrotanum2019

    • Author(s)
      Muangphrom Paskorn、Misaki Momoka、Suzuki Munenori、Shimomura Masaya、Suzuki Hideyuki、Seki Hikaru、Muranaka Toshiya
    • Journal Title

      Phytochemistry

      Volume: 164 Pages: 144~153

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2019.05.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] グリチルリチン酸生合成制御の理解に向けて2019

    • Author(s)
      關 光、高上馬希重、村中俊哉
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 3 Pages: 1038-1041

  • [Presentation] 植物におけるトリテルペンサポニンの代謝および機能多様性の分子基盤2020

    • Author(s)
      關 光
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] ミヤコグサのトリテルペンプロファイルおよび植物体におけるCYP716A51とLjCYP93E1酵素遺伝子機能の解析2020

    • Author(s)
      鈴木隼人、福島エリオデット、清水裕子、關 光、藤澤由紀子、石本政男、刑部敬史、刑部祐里子、村中俊哉
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] Integrating platform to elucidate the key amino acid of CYP716 family enzymes in triterpenoid biosynthesis2020

    • Author(s)
      Romsuk J, Fukushima EO, Yasumoto S, Seki H, Muranaka T
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] Comparative analysis of different plant NADPH-cytochrome P450 reductase classes in triterpenoid biosynthesis2020

    • Author(s)
      Istiandari P, Yasumoto S, Fukushima EO, Seki H, Muranaka T
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] Evolution of P450 enzymes activity drives saponin chemodiversity in medicinal Glycyrrhiza plants2020

    • Author(s)
      Fanani MZ, Sawai S, Seki H, Ishimori M, Sudo H, Fukushima EO, Ohyama K, Saito K, Muranaka T
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] ミヤコグサのウルサン型トリテルペノイド生合成遺伝子の同定2019

    • Author(s)
      鈴木隼人、福島エリオデット、關 光、村中俊哉
    • Organizer
      第37回日本植物細胞分子生物学会大会
  • [Presentation] Comparative analysis of plant NADPH-cytochrome P450 reductase towards heterologous triterpenoid production in transgenic yeast2019

    • Author(s)
      Istiandari P, Fukushima EO, Yasumoto S, Seki H, Muranaka T
    • Organizer
      第37回日本植物細胞分子生物学会大会
  • [Presentation] Bioinformatics platform and in vivo functional analysis to reveal the key amino acid of CYP716 family in triterpenoid biosynthesis2019

    • Author(s)
      Romsuk J, Fukushima EO, Yasumoto S, Seki H, Muranaka T
    • Organizer
      第37回日本植物細胞分子生物学会大会
  • [Presentation] ヒヨコマメにおけるソヤサポゲノールB生合成酵素遺伝子の同定と機能解析2019

    • Author(s)
      橋本彩希、Fanani MZ、安本周平、關 光、福島エリオデット、村中俊哉
    • Organizer
      第37回日本植物細胞分子生物学会大会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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