2022 Fiscal Year Research-status Report
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21K19082
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
関 光 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30392004)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | マメ科植物 / トリテルペノイド / 生合成 / 酵素 / 代謝経路 / メタボロン / 合成生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トリテルペン配糖体（以下、サポニンと記述する）は植物が生産する有用物質であり，有名なものに甘味料等として使用される甘草のグリチルリチンやマメ科植物が共通して産生するソヤサポニンがある．本研究では，植物が産生する有用物質であるトリテルペン配糖体（以下、サポニンと記述する）の生合成に関わる酵素タンパク質が小胞体膜上で「代謝酵素複合体(メタボロン)」を形成し生合成中間体を拡散させずに酵素間で受け渡すことによって生合成を円滑化する「チャネリング」機構が存在するかを検証するとともに，人工的にメタボロン形成を促進することによって微生物細胞におけるサポニン生産の生成量増加が可能かを検証する．2022年度は，膜タンパク質の相互作用解析に適した酵母ツーハイブリット法であるスプリットユビキチン法を用いて，サポニン生合成関連酵素について広くタンパク質間相互作用の有無を調べた．具体的には，甘草およびミヤコグサ由来のオキシドスクアレン環化酵素，シトクロムP450モノオキシゲナーゼ（P450），糖転移酵素（セルロース合成酵素様タンパク質およびファミリー1 UGT）間の直接的な相互作用を調べた．その結果，オキシドスクアレン環化酵素の一種であるβ-アミリン合成酵素と糖転移酵素（セルロース合成酵素様タンパク質，CSyGT）の間に直接的な相互作用を認めたが，P450間との相互作用は認められなかった．そのため，P450とβ-アミリン合成酵素/CSyGTとの間を仲介するアダプター分子が存在する可能性も考慮し，シロイヌナズナのリグニン生合成においてP450のスキャッフォールディング効果が報告されているmembrane sterol binding protein（SMBP）についても相互作用を解析すべく甘草からのSMBP遺伝子単離とベクター構築を進めた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
サポニン生合成に関わる各酵素タンパク質間にタンパク質-タンパク質相互作用があるかを膜タンパク質の相互作用解析に適した酵母ツーハイブリット法であるスプリットユビキチン法を用いて解析した．その結果，オキシドスクアレン環化酵素の一種であるβ-アミリン合成酵素と糖転移酵素（セルロース合成酵素様タンパク質，CSyGT）の間に直接的な相互作用を認めたが，P450間との相互作用は認められなかった．そのため，P450とβ-アミリン合成酵素/CSyGTとの間を仲介するアダプター分子が存在する可能性も考慮しmembrane sterol binding proteinについても解析準備を進めた．
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| Strategy for Future Research Activity |
さらに詳細なタンパク質間相互作用の解析を行う．また，植物細胞での相互作用を解析すべくBimolecular fluorescence complementation（BiFC）法による解析も進める．酵素タンパク質間相互作用の有無と代謝産物生成量の関連を解析する．
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Research Products
(17 results)
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[Journal Article] Triterpenoids in aerenchymatous phellem contribute to internal root aeration and waterlogging adaptability in soybean2022
Author(s)
Takahashi H, Abo C, Suzuki H, Romsuk J, Oi T, Yanagawa A, Gorai T, Tomisaki Y, Jitsui M, Shimamura S, Mori H, Kaga A, Ishimoto M, Seki H
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Journal Title
Research Square
Volume: -
Pages: PPR568134
DOI
Open Access
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[Journal Article] Chromosome-scale genome assembly of Glycyrrhiza uralensis revealed metabolic gene cluster centred specialized metabolites biosynthesis2022
Author(s)
Rai A, Hirakawa H, Rai M, Shimizu Y, Shirasawa K, Kikuchi S, Seki H, Yamazaki M, Toyoda A, Isobe S, Muranaka T, Saito K
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Journal Title
DNA Res.
Volume: 29
Pages: 1-14
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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