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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Diversity of coenzyme Q biosynthetic pathways

Research Project

Project/Area Number 21H02117
Research InstitutionShimane University

Principal Investigator

川向 誠  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (70186138)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西田 郁久  新潟大学, 日本酒学センター, 特任助教 (20784531)
中澤 昌美  大阪公立大学, 大学院農学研究科, 講師 (90343417)
戒能 智宏  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (90541706)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordscoenzyme Q / ubiquinone / fission yeast / S. pombe
Outline of Annual Research Achievements

本研究はコエンザイムQ(ユビキノン)生合成の多様性を解明することを目的としている。コエンザイムQ(CoQ)はほぼすべての生物において、電子伝達系の必須成分としてエネルギー産生に必須な機能を果たすと同時にSulfide Quinone ReductaseやDihydroorotate Dehydrogenaseなど各種酵素の補酵素として働いている。しかしながら、その生合成経路が完全には解明されていないのが現状である。これまでにヒトと同じCoQ10を合成する分裂酵母のCoQ生合成の研究を推進してきたところ、その大筋はヒトの生合成においても保存されているが、当初考えていたよりも多くの因子が関わることがわかってきた。その中には分裂酵母において存在するが、相同遺伝子がヒトで見当たらない場合、あるいは前駆体のパラヒドロキシ安息香酸以外にパラアミノ安息香酸を生合成に利用している経路があることなど、CoQ生合成の多様性を明らかにした。新たにCoQ合成に関わると同定したcoq11の遺伝子破壊株では、前駆体のPHBを添加してもCoQ合成が回復しないのに対して、coq12破壊株では、CoQ合成が回復したことから、Coq12がPHBの前駆体合成に関わることが示唆された。coq11破壊株での中間体を質量分析機で解析したところ、プレニルPHBの合成を検出したことから、Coq11は、プレニルPHB合成以降の反応にかかわることが示唆された。ミトコンドリア内で働くNADPKinaseとしてPos5がCoQ合成に関わることを見出し、CoQ生合成中のNADPHを必要とする反応に働くということを見出した。本研究は、分裂酵母をベースにCoQ生合成の多様性を理解し、そこで得られた知見をヒトのCoQ10合成の理解へ繋げ、さらにCoQ生合成に関連する病気の理解へと発展させることを大きな目標として進めた。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Identification of novel coenzyme Q10 biosynthetic proteins Coq11 and Coq12 in Schizosaccharomyces pombe2023

    • Author(s)
      Nishida Ikuhisa、Ohmori Yuki、Yanai Ryota、Nishihara Shogo、Matsuo Yasuhiro、Kaino Tomohiro、Hirata Dai、Kawamukai Makoto
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 299 Pages: 104797~104797

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.104797

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tfs1, transcription elongation factor TFIIS, has an impact on chromosome segregation affected by pka1 deletion in Schizosaccharomyces pombe2023

    • Author(s)
      Takenaka Kouhei、Nishioka Shiho、Nishida Yuki、Kawamukai Makoto、Matsuo Yasuhiro
    • Journal Title

      Current Genetics

      Volume: 69 Pages: 115~125

    • DOI

      10.1007/s00294-023-01268-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Visualization of Structurally Similar Polysaccharides in Single Yeast Cells <i>in Vivo</i> by Multivariate Analysis Assisted Raman Microspectroscopy2023

    • Author(s)
      Hossain Imrul M.、Mazumder Nirmal、Kaino Tomohiro、Kawamukai Makoto、Noothalapati Hemanth、Yamamoto Tatsuyuki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 127 Pages: 5249~5256

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.3c00632

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A dominant negative 14-3-3 mutant in Schizosaccharomyces pombe distinguishes the binding proteins involved in sexual differentiation and check point2023

    • Author(s)
      Ohshima Tomohito、Jiajun Zhang、Fukamachi Takuki、Ohno Yuko、Senoo Hiroko、Matsuo Yasuhiro、Kawamukai Makoto
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 18 Pages: e0291524

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0291524

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] cAMPとCoQ10に惹かれて2024

    • Author(s)
      川向 誠
    • Organizer
      日本農芸化学会
    • Invited
  • [Presentation] 分裂酵母のミトコンドリア局在型NAD(H) kinase Pos5はCoQ合成に関与する2024

    • Author(s)
      西原昇瑚 西田郁久 柳井良太 松尾安浩 戒能智宏 川向 誠
    • Organizer
      日本農芸化学会
  • [Presentation] 分裂酵母を基盤とした増殖制御機構とCoQ10生合成の研究2023

    • Author(s)
      川向 誠
    • Organizer
      日本農芸化学会中四国西日本合同大会
    • Invited
  • [Presentation] コエンザイムQ10の新機能、生合成と生産2023

    • Author(s)
      川向 誠
    • Organizer
      第24回酵母合同シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] cAMPからCoQ10まで2023

    • Author(s)
      川向 誠
    • Organizer
      第40回イーストワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] Biosynthesis and bioproduction of Coenzyme Q in yeasts2023

    • Author(s)
      Makoto Kawamukai
    • Organizer
      Cold Sring Harbor Asia
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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