2023 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive studies for the biotechnological production of phenylethanoid glycosides.
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21K14788
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
藤 佑志郎 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別研究員 (90847815)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | フェニルエタノイド配糖体 / アクテオシド / 生合成 / ゴマ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フェニルエタノイド配糖体は，C6-C2のグルコース配糖体を基本骨格とした化合物の総称であり，糖や桂皮酸類が結合することで様々なフェニルエタノイド配糖体が存在する．代表的なフェニルエタノイド配糖体であるアクテオシドは多くの薬用植物中に存在し，様々な薬理作用を示すことから，医薬品としての利用が期待されている．しかし，多くの薬用植物中で微量であり，特異的な構造のため化学合成も難しく，生合成機構の詳細も不明であることから，未だ量産化が確立できていない．そこでアクテオシド生合成機構の解明を目的にバイオ生産に向けた検討を行った．
フェニルエタノイド配糖体（主成分：アクテオシド）を優先的に生産するゴマ培養細胞株や，ジャスモン酸メチル誘導によりアクテオシド量のみを有意に増加させる発現系を確立した．また，トランスクリプトーム解析により，フェニルエタノイド配糖体の骨格形成に重要な配糖体化やアシル化に関わる酵素の候補遺伝子を絞り込むことができた．これらの候補遺伝子はアクテオシド量の増加に先立って発現量が上昇していた．さらに，組換えタンパク質を用いた酵素アッセイにより，アクテオシドの骨格形成を触媒する配糖体化酵素（UDP-グルコーストランスフェラーゼ，UDP-ラムノーストランスフェラーゼ），アシル化転移酵素を同定することができた．また，それぞれの基質特異性の解析から，アクテオシドの生合成経路はグルコース配糖体化の後 ，アシル化され，最後にラムノシル化されることが予想された．
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