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2016 Fiscal Year Research-status Report

糖エステル化合物の新規生合成系の提唱を志向したチューリッポシド生合成経路の解明

Research Project

Project/Area Number 26850072
Research InstitutionToyama Prefectural University

Principal Investigator

野村 泰治  富山県立大学, 工学部, 講師 (40570924)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsチューリッポシド / チューリッパリン / チューリッポシド変換酵素 / 二次代謝 / 生合成 / 酵素
Outline of Annual Research Achievements

グルコースの6位水酸基がアシル化された糖エステル化合物である6-チューリッポシド(Pos)A, Bはチューリップの主要二次代謝産物であり、チューリップ組織内在のPosA変換酵素およびPosB変換酵素によって、ラクトン化体である抗菌活性物質チューリッパリン(Pa)A, Bへとそれぞれ変換される。本研究ではこれまで明らかにされていない6-Pos類の生合成経路のうち、グルコースのアシル化プロセスの解明を目指している。チューリップ組織から調製した粗酵素を用いて、想定される6-Pos生合成酵素活性を検出するためには、内在のPos変換酵素を不活化した状態で酵素反応を行う必要がある。これまでの研究で、Pos変換酵素を不活化するためには、酵素反応液への抗PosAおよびPosB変換酵素ポリクローナル抗体の添加が有効であることを明らかにしているが、各々の酵素について複数のアイソザイムが存在するために、不活化が不十分であるという問題があった。その原因を究明する目的で、これまでに同定されているPos変換酵素の発現様式を詳細に調べた結果、葉において発現している未同定のPosB変換酵素アイソザイムの存在が示唆された。そこで、葉由来酵素の同定に向けて、葉の生育過程におけるPosB変換酵素活性の経時変動を調べ、同酵素の精製に適した生育ステージを見いだすことができた。また、各種精製条件の最適化を行った。これと並行して、チューリップ植物体を用いた生合成前駆体取り込み実験系の構築を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

抗Pos変換酵素ポリクローナル抗体を用いたPos変換酵素の不活化系の構築は、本研究の所期の目的である6-Pos生合成酵素の同定を達成する上で必要不可欠であり、そのアプローチ自体に問題が無いことはこれまでの検討で示すことができているが、チューリップ植物体内に、Pos変換酵素のアイソザイムが複数存在するという当初想定していなかった事実が判明したため、同アイソザイムの同定と機能解析に時間を要し、生合成酵素同定に向けた実験系の確立に遅延をきたしている。

Strategy for Future Research Activity

今年度の研究によって明らかになった葉由来PosB変換酵素の精製、機能解析および同酵素遺伝子のクローニングを進める。その後、同酵素に対するポリクローナル抗体を作成し、粗酵素中のPos変換酵素を不活化する条件を確立する。それと並行して、チューリップ植物体を用いた生合成前駆体取り込み実験を進め、Pos生合成経路の解明を進める。

Causes of Carryover

タンパク質の配列解析外注費を「その他」として計上している。研究の進捗の遅延により、目的タンパク質の同定、配列解析外注に至っていないため、次年度使用額が生じている。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究の進捗によっては、当初のタンパク質の配列解析外注費としての使用から、物品費としての使用に振り替えて使用することとする。

  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Function and application of a non-ester-hydrolyzing carboxylesterase discovered in tulip2017

    • Author(s)
      Taiji Nomura
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 81 Pages: 81-94

    • DOI

      10.1080/09168451.2016.1240608

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Molecular diversity of tuliposide B-converting enzyme in tulip (Tulipa gesneriana): identification of the root-specific isozyme2017

    • Author(s)
      Taiji Nomura, Ayaka Ueno, Shinjiro Ogita, Yasuo Kato
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1295806

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 加水分解反応を触媒しないカルボキシルエステラーゼ ~チューリップの二次代謝生合成研究からの発見~2016

    • Author(s)
      野村泰治、加藤康夫
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 54 Pages: 797-803

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] チューリップから発見された加水分解反応「非」触媒型カルボキシルエステラーゼの機能解析と物質生産への応用2016

    • Author(s)
      野村泰治、加藤康夫
    • Journal Title

      酵素工学ニュース

      Volume: 76 Pages: 5-10

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] チューリップにおけるチューリッポシドB変換酵素の分子多様性:根由来アイソザイムの同定2017

    • Author(s)
      野村泰治、上野綾香、加藤康夫
    • Organizer
      日本農芸化学会2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [Presentation] 酵素法による1-チューリッポシドAの合成2016

    • Author(s)
      野村泰治、山口航平、荻田信二郎、加藤康夫
    • Organizer
      第18回生体触媒化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-12-21 – 2016-12-22
  • [Presentation] チューリップ栽培品種におけるジアシル型チューリッポシド類の同定と酵素法による1-チューリッポシドAへの変換2016

    • Author(s)
      野村泰治、山口航平、荻田信二郎、加藤康夫
    • Organizer
      第60回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • Place of Presentation
      網走
    • Year and Date
      2016-10-29 – 2016-10-31
  • [Presentation] 1,6-ジアシル型チューリッポシドを基質とした1-アシル型チューリッポシドの酵素合成2016

    • Author(s)
      野村泰治、山口航平、荻田信二郎、加藤康夫
    • Organizer
      第51回植物化学調節学会
    • Place of Presentation
      南国
    • Year and Date
      2016-10-28 – 2016-10-30
  • [Presentation] Enzymatic synthesis of 1-tuliposide A using tuliposide-converting enzyme, a lactone-forming carboxylesterase discovered in tulip2016

    • Author(s)
      Taiji Nomura, Yasuo Kato
    • Organizer
      55th Annual Meeting of the Phtochemical Society of North America
    • Place of Presentation
      Davis, USA
    • Year and Date
      2016-08-06 – 2016-08-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A facile method for the preparation of 1-tuliposide A using tuliposide-converting enzyme, a lactone-forming carboxylesterase discovered in tulip2016

    • Author(s)
      Taiji Nomura, Yasuo Kato
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Biocatalysis 2016
    • Place of Presentation
      Biddeford, USA
    • Year and Date
      2016-07-10 – 2016-07-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 有用植物二次代謝産物の生合成機構に関する生化学および分子細胞遺伝学的研究2016

    • Author(s)
      野村泰治
    • Organizer
      日本農芸化学会中部支部第176回例会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2016-07-09
    • Invited
  • [Presentation] 加水分解反応を触媒しないカルボキシルエステラーゼ「チューリッポシド変換酵素」の構造解析と有用物質生産への応用2016

    • Author(s)
      野村泰治
    • Organizer
      第17回酵素応用シンポジウム
    • Place of Presentation
      北名古屋
    • Year and Date
      2016-06-03
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

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