2012 Fiscal Year Annual Research Report
イソキノリンアルカロイド生合成系の分子解剖と再構築
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21248013
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐藤 文彦 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (10127087)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南 博道 石川県立大学, 生物資源環境学部, 講師 (90433200)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 植物バイオテクノロジー / 薬用植物 / 代謝工学 / 合成生物学 / イソキノリンアルカロイド / 生理活性のスクリーニング |
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| Research Abstract |
植物のもつ極めて多様な二次代謝産物、特に、その生理活性が顕著であるアルカロイドに焦点を絞り、代謝工学ならびに合成生物学的手法により、同生合成系の分子解剖と再構築を行った。I) 合成生物学的手法を用いた多様なイソキノリンアルカロイド生合成系の分子解剖：オウレンtetrahydroberberine oxidase (CjTHBO)遺伝子を発現したハナビシソウ培養細胞のアルカロイドプロファイル解析から、CjTHBOの発現によって代謝改変が可能であることを明らかにした。また、ハナビシソウのゲノムを部分解読し、これまでに単離されている生合成遺伝子を含む、多数のP450遺伝子配列に関しての配列情報を取得した。II）包括的転写因子を用いたイソキノリンアルカロイド生合成系の解析： CjbHLH1、あるいは、CjWRKY1の活性制御機構を解明することを目的に、CjbHLH1とGFPの融合タンパク質遺伝子を導入したオウレンプロトプラストからGFP抗体を用いた免疫沈降を行い、沈降産物のLC-MS/MS解析を行った。その結果、CjbHLH1はユビキチン化されている可能性が、一方、CjWRKY1はリン酸化を受けている可能性が示唆された。さらに、ユビキチン化、リン酸化が実際に起こっていることをそれぞれに対する特異的抗体を用いて確認し、転写後制御による生合成酵素遺伝子の発現制御の可能性を示唆する結果を得た。III）微生物異種発現系を用いたアルカロイド生合成系の再構成：改良型ベンジルイソキノリンアルカロイド生産系を用いて、大腸菌におけるアポルフィンアルカロイド産生に成功した。IV. 新規アルカロイドの生理活性評価：ハナビシソウ培養細胞抽出液を用いて、sanguinarineよりも脂質蓄積活性が高く、かつ、細胞毒性の低い可能性のある化合物を見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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