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2010 Fiscal Year Annual Research Report

組み換え酵母を用いたトリテルペノイドライブラリー創製研究

Research Project

Project/Area Number 21780100
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

関 光  大阪大学, 工学研究科, 特任助教 (30392004)

Keywordsトリテルペノイド / 組換え酵母 / P450 / オレアノール酸 / ベツリン酸 / ウルソール酸
Research Abstract

本研究の目的は、グリチルリチンに代表にされるトリテルペノイド化合物の生合成酵素遺伝子、なかでもトリテルペノイド化合物の構造多様化への寄与が大きいシトクロームP450酸化酵素に注目し、その探索と機能解析を行うこと、さらに、トリテルペノイド生合成関連遺伝子を導入した組換え酵母を作出し、植物体中にはごく微量にしか存在しない、あるいは非天然型のトリテルペノイドを生産しようとするものである。研究代表者らのこれまでの研究から、マメ科の薬用植物であるカンゾウにおいては少なくとも3つの異なるファミリー(CYP88、CYP72、およびCYP93ファミリー)に属するP450酸化酵素がトリテルペン骨格であるβ-amyrinのそれぞれ異なる位置を酸化することが明らかとなった。
そこで、今年度はさらにトリテルペノイド生合成に関わる新たなP450分子種の探索と機能解析を行った。モデルマメ科植物であるタルウマゴヤシの公開大規模遺伝子発現データに基づく遺伝子共発現解析により、β-amyrin合成酵素遺伝子に対して高い共発現係数を示すCYP716A12を見出した。β-amyrin生産酵母を用いた酵素機能解析を行った結果、CYP716A12はβ-amyrinの28位を酸化しオレアノール酸を生成する活性を有することが判明した。CYP716A12はさらに、別のトリテルペン骨格であるルペオールおよびα-amyrinに対しても酸化活性を示し、それぞれベツリン酸、およびウルソール酸を生成することが判明した。また、複数の植物種からCYP716A12に対して高い相同性を示すP450を単離し、活性を調べたところ、CYP716A12と同様のトリテルペン酸化活性を有することが判明した。さらに、β-amyrin合成酵素、CYP716A12、およびCYP93E2を同時発現する組換え酵母が植物体中においてはレアなトリテルペノイドを生産しうることを明らかにした。

  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] In vitro proliferation and triterpenoid characteristics of licorice (Glycyrrhiza uralensis Fischer, Leguminosae) stolons2010

    • Author(s)
      Kojoma, et al.
    • Journal Title

      Plant Biotechnology

      Volume: 27 Pages: 59-66

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 薬用植物カンゾウのグリチルリチン生合成遺伝子の発現制御機構の解析(2)2011

    • Author(s)
      平岡, ら
    • Organizer
      第28回日本植物細胞分子生物学会大会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台)
    • Year and Date
      2011-09-02
  • [Presentation] CYP51ファミリーに属するP450の新しい機能2010

    • Author(s)
      国井, ら
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      ポートアイランド(神戸)
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] 植物の代謝多様性を利用した非天然型テルペノイドの創製2010

    • Author(s)
      關光、村中俊哉
    • Organizer
      第62回生物工学会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      シーガイア(宮崎)
    • Year and Date
      2010-10-28
  • [Presentation] 漢方原料「甘草」のトリテルペノイド生合成酵素遺伝子解析2010

    • Author(s)
      關光
    • Organizer
      日本植物学会第74回大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      中部大学(春日井)
    • Year and Date
      2010-09-09
  • [Presentation] Coexpression analysis leads to the identification of P450 implicated in triterpenoid saponin biosynthesis in Medicago truncatula.2010

    • Author(s)
      福島, ら
    • Organizer
      第28回日本植物細胞分子生物学会大会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台)
    • Year and Date
      2010-09-02
  • [Presentation] Metabolic engineering of useful saponins : towards enhancement of the value of crop biomass.2010

    • Author(s)
      Seki H
    • Organizer
      The 5th Korea-Japan Joint Symposium : Current status and understanding of Biomass/Bioenergy in Korea and Japan
    • Place of Presentation
      Gyeongju, South Korea
    • Year and Date
      2010-08-25
  • [Presentation] Identification of cytochrome P450s involved in triterpenoid saponin biosynthesis in licorice.2010

    • Author(s)
      Seki H., et al.
    • Organizer
      21th International Congress on Arabidopsis Research
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama (Yokohama)
    • Year and Date
      2010-06-07
  • [Presentation] Discovery of P450 genes in triterpenoid saponin biosynthesis.2010

    • Author(s)
      Fukushima E.O., et al.
    • Organizer
      21th International Congress on Arabidopsis Reseatch
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama (Yokohama)
    • Year and Date
      2010-06-07
  • [Presentation] Promoter analysis of saponin biosynthetic genes in licorice.2010

    • Author(s)
      Hiraoka Y., et al.
    • Organizer
      21th International Congress on Arabidopsis Research
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama (Yokohama)
    • Year and Date
      2010-06-07
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 28位がヒドロキシメチル基またはカルボキシル基である五環系トリテルペン化合物の製造方法2010

    • Inventor(s)
      村中, ら
    • Industrial Property Rights Holder
      横浜市立大学、大阪大学、キリンホールディングス(株)
    • Industrial Property Number
      特許、特願2010-196222
    • Filing Date
      2010-09-01

URL: 

Published: 2012-07-19  

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