2018 Fiscal Year Annual Research Report
Reconstruction of Plant-derived Rare Sesquiterpenoids Biosynthetic Pathways
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Complex Functional Molecules by Rational Redesign of Biosynthetic Machineries |
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| Project/Area Number |
17H05442
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
関 光 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30392004)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 植物セスキテルペノイド / 生合成 / セスキテルペン環化酵素 / シトクロムP450モノオキシゲナーゼ / 組換え酵母 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. Guaianolide Sesquiterpene Lactones（GSL）生合成経路の再構築：Guaianolide Sesquiterpene Lactones（GSL）は、5員環-7員環-ラクトン環が縮合した基本構造を持つ植物セスキテルペノイドの一グループであり、がん幹細胞に対する選択的な細胞毒性を発揮する化合物を含むことが報告されている。本研究では、組換え酵母内におけるGSL生合成経路の再構築を目指して、植物トランスクリプトームデータから候補となる生合成酵素遺伝子を探索し機能を解析した。シャムジンコウのセスキテルペン環化酵素、レタスのシトクロムP450モノオキシゲナーゼ、クソニンジン由来アルコールデヒドロゲナーゼおよびアルデヒドデヒドロゲナーゼを組換え酵母内で組み合わせることでGSLの前駆体となりうるδ-guaianoic acidのde novo合成に成功した。次に、ラクトン環形成に関わる酵素遺伝子の候補をシナジンコウおよびThapsia garganicaからマイニングし、計9種の候補P450の酵素機能を解析した。その結果、1種はδ-guaieneに対する酸化活性を示し13-hydroxy-δ-guaieneを、もう一種は11,12-epoxy-7-hydroxy-δ-guaieneを生成物として与えることが判明した。残りのうち4種は上記とは異なる構造未同定のδ-guaiene水酸化体を生成物として与えることが判明した。
２. ヨモギ属植物が生産する希少セスキテルペノイド生合成経路の再構築：多様なセスキテルペノイドを生産するヨモギ属に着目し生合成関連酵素を探索した。ミブヨモギから4-Amorphen-11-ol合成酵素を、A. abrotanumから7-epi-silphiperfol-5-ene合成酵素を、新規セスキテルペン合成酵素として同定した。
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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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[Journal Article] Transcriptome sequencing and identification of cytochrome P450 monooxygenases involved in the biosynthesis of maslinic acid and corosolic acid in Avicennia marina.2018
Author(s)
Nakamura M, Tran ML, Le QL, Suzuki H, Nguyen CM, Vu HG, Tamura K, Nguyen VT, Suzuki H, Misaki R, Muranaka T, Ninh KB, Fujiyama K, Seki H*
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Journal Title
Plant Biotechnology
Volume: 35
Pages: 341-348
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The basic helix-loop-helix transcription factor GubHLH3 positively regulates soyasaponin biosynthetic genes in Glycyrrhiza uralensis.2018
Author(s)
Tamura K, Yoshida K, Hiraoka Y, Sakaguchi, D, Chikugo A, Mochida K, Kojoma M, Mitsuda N, Saito K, Muranaka T, Seki H*
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 59
Pages: 783-796
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Isolation and characterization of the soybean Sg-3 gene that is involved in genetic variation in sugar chain composition at the C-3 position in soyasaponins.2018
Author(s)
Yano R, Takagi K, Tochigi S, Fujisawa Y, Nomura Y, Tsuchinaga H, Takahashi Y, Takada Y, Kaga A, Anai T, Tsukamoto C, Seki H, Muranaka T, Ishimoto M
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 59
Pages: 797-810
DOI
Peer Reviewed
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