2018 Fiscal Year Annual Research Report
Redesign of biosynthetic machinery for prenylated polyphenols via integration of metabolic and transport engineering
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
17H05441
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
矢崎 一史 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (00191099)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | バイオテクノロジー / 生合成 / 代謝工学 / ポリフェノール / プレニル化酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物のプレニル化フェノール類は、抗腫瘍、抗酸化、抗菌活性など多様な生理活性を持ち、機能性食品や医薬品原料などとして極めて有望である。一方、自然界におけるこれらプレニル化フェノール類の含量は低く、しかも複雑な混合物で存在するため単離にコストがかかる。こうした背景のもと、高効率の生産系の確立は、基礎研究分野のみならず産業界においても望まれている。
本研究では、ブラジル産 Baccharis の生理活性成分 artepillin C の生産を、国産植物の遺伝子を用いた合成生物学で達成することを目指している。プレニル化酵素には、カワラヨモギ由来のユニークなジプレニル化酵素遺伝子 AcPT1 を用い、またその基質の p-クマル酸は、他植物の３遺伝子（PAL、4CL、CPR）をガラクトース誘導性プロモータの下流で発現させる生合成リデザインを行った。今年度は、artepillin C の抽出過程において、artepillin C が細胞から十分に溶媒抽出されていない現象が認められたため、Zymolyase 処理を行って、回収効率の改善を図った。また、培養容器の材質と形状の至適化を行うことで、artepillin C 生産の効率を改善できた。重要な知見として、基質である p-クマル酸のほとんどが細胞外に分泌されるという現象が認められ、目的物質の生産性向上にはこの生体内基質を細胞内に止める工夫が必要であることが明らかとなった。
一方、輸送工学アプローチに関しては、カワラヨモギから lipid transfer protein (LTP) のクローニングを行い、13 種類のLTPの発現を確認し、type 1、type 2、それ以外のサブグループから発現の高いLTP４種を選び、酵母発現系に導入した。その結果、１種のLTPで artepillin C の生産に対して負の影響が認められた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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