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2015 Fiscal Year Research-status Report

植物のフラボノイドC配糖化酵素の反応機構の解明

Research Project

Project/Area Number 26450120
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

田口 悟朗  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (70252070)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 新井 亮一  信州大学, 学術研究院繊維学系, 助教 (50344023)
鈴木 秀幸  公益財団法人かずさDNA研究所, バイオ研究開発部, グループ長 (80276162)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
KeywordsC-配糖化酵素 / フラボノイド-C-配糖体 / 酵素反応解析 / 結晶構造解析 / 配糖体生産
Outline of Annual Research Achievements

フラボノイド C-配糖体は、フラボンやカルコンなどの化合物に対して糖が炭素-炭素結合した化合物群である。その結合様式のため、C-配糖体糖部の加水分解を受けない安定な化合物であり、種々の生理活性を示すことが報告されていることから、今後の有効利用が期待される化合物である。そのため、生合成に関わるC-配糖化酵素の同定やその反応機構の解明が重要であるが、他の配糖化酵素と比べ、ほとんど研究が進んでいない状況である。
本研究では、昨年度に引き続き、種々の植物由来の配糖化酵素の単離とその異種宿主発現酵素の反応性の解析を進めた。特に、カンキツ類のC-配糖化酵素の反応性について、昨年度構築した大腸菌を用いた配糖体生産系により作出した基質を用いて詳細に解析を行い、カンキツ類におけるジ-C-配糖体生成酵素の同定に成功した。また、これまでに単離したマメ科植物のC-配糖化酵素の反応性についても詳細に解析した。さらに、C-配糖体を蓄積する植物のRNAシークエンスを行い、その結果を基にして、新規の反応性を持つC-配糖化酵素の探索を進めている。
上記と同時に、ソバのC-配糖化酵素の結晶構造解析を進めた。昨年度検討した条件をもとにさらに条件を最適化した結果、単結晶を得ることに成功した。この結晶についてX線構造解析を行ったところ、良好な回折像が得られたため、そのデータ解析を進めている。
以上のように、C-配糖化酵素の反応機構の解析およびC-配糖体の有効利用に向けて、順調に研究を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

目標のとおり、ソバ由来のC-配糖化酵素の結晶作出に成功した。得られた結晶についてX線構造解析を行っているなど、その結晶構造の解明に向けた研究が進行している。また、これまでに確立したC-配糖体への変換系を用いて作成したC-配糖体を基質として、単離したC-配糖化酵素の詳細な解析を行った。特に、カンキツ類のフラボノイド-ジ-C-配糖体生成酵素を同定するなど、順調に成果を挙げている。そのほか、新規酵素遺伝子の単離を目指したRNAシークエンスも予定通り進めており、いくつかの候補遺伝子の単離に成功した。
以上より、全般に、おおむね良好かそれよりも速いペースで研究が進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

おおむね、当初の計画通りに研究を推進する。
C-配糖化酵素と基質との共結晶を作出してX線構造解析を行うとともに、アミノ酸残基に変異導入した酵素の解析を通じて、C-配糖化酵素の反応機構の解明に取り組む。また、新規反応性を持つ酵素の探索、特に、グルコース以外の配糖体生成に関与するC-配糖化酵素の同定を行う。

Causes of Carryover

当初計画で見込んだよりも構造解析などが順調に進み、消耗品の使用が少なくて済んだことや、投稿準備中の論文の投稿が年度内に終了せず、掲載料が発生しなかったことなどにより、次年度使用額が発生した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額は、平成28年度請求額とあわせて、構造解析において共結晶の作成に使用する試薬代、突然変異を導入した酵素の解析を行うためなどの消耗品費や、論文掲載料などとして使用する。

  • Research Products

    (4 results)

All 2016 2015 Other

All Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] タルウマゴヤシ(Medicago truncatula)由来フラボノイド C-配糖化酵素の機能解析2016

    • Author(s)
      小柳祐輔、伊藤崇充、山本菜摘、田口悟朗
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会(札幌)
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(札幌市白石区)
    • Year and Date
      2016-03-28
  • [Presentation] ダイズ(Glycine max)のフラボノイドC 配糖化酵素の機能解析2015

    • Author(s)
      小柳祐輔、山本菜摘、内田 開、明石智義、田口悟朗
    • Organizer
      第33回日本植物細胞分子生物学会(東京)大会・シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学農学部(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-08-10
  • [Presentation] 植物の配糖体と配糖化酵素2015

    • Author(s)
      田口悟朗
    • Organizer
      平成27年度日本応用糖質科学会東日本支部シンポジウム 『広がる糖質科学の世界』-配糖体・多糖類・関連酵素-
    • Place of Presentation
      東京大学農学部(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-07-24
    • Invited
  • [Remarks] 信州大学繊維学部 田口研究室HP

    • URL

      http://fiber.shinshu-u.ac.jp/taguchi/index.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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