植物のクマリン特異的プレニル基転移酵素ファミリーの開拓と触媒機能の高次制御
| Project/Area Number |
13J04235
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 国内 |
|---|
| Research Field |
Applied biochemistry
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
棟方 涼介 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
|
| Budget Amount *help |
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
|
|---|
| Keywords | プレニル基転移酵素 / クマリン / フラノクマリン / アシタバ / グレープフルーツ / パースニップ / イチジク / クマリン類 / フラノクマリン類 / レモン / パセリ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究で得られていたセリ科アシタバ由来のクマリン基質O-プレニル基転移酵素遺伝子（AkPT1）について、詳細な酵素機能解析を行った。その結果、AkPT1は非常に小さいKm値を有すること、基質特異性が高くクマリンの一部の誘導体のみ基質として認識すること、ならびに広いpHで高い活性を保持することなどを明らかとした。また細胞内局在の解析では、AkPT1のN末端領域がプラスチド移行シグナルとして機能することを示した。さらに、昨年度文部科学省支援事業「植物科学グローバルトップ教育推進プログラム」の支援の下で作製したミカン科グレープフルーツ外果皮のRNA-seqデータを基に、新たにO-PT遺伝子CpPTを見出した。酵素機能解析の結果、CpPT1はグレープフルーツを含め柑橘類で最もメジャーなO-プレニル化クマリン誘導体であるベルガモチンの生成を担うO-PTであることが分かった。今後、AkPT1とCpPTの結果を取りまとめて論文を執筆・投稿する。
上記と並行して、植物の化学防御物質であるアンギュラー型フラノクマリン（FC）の生合成経路の解明についても研究を進めた。セリ科パースニップより得られていたアンギュラー型FC生合成の初発酵素を担うクマリン基質C-PT遺伝子（PsPT）について、詳細な酵素機能解析、発現誘導の解析、系統解析等を行い、一連の研究成果を論文にまとめた。そのほか、クワ科イチジクからもFC生合成の初発反応を担うクマリン基質C-PT遺伝子（FcPT）を新たに取得した。興味深いことに、PsPTとFcPTは同様の酵素機能を有するにもかかわらずアミノ酸配列の相同性が低く、系統解析により、互いに期限が異なる酵素であることが示唆された。今後、FcPTについても一連の結果を取りまとめて論文を執筆・投稿する。
|
| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(3 results)
Research Products
(20 results)
-
[Journal Article] Molecular evolution of parsnip membrane-bound prenyltransferases for linear and/or angular furanocoumarin biosynthesis.2016
Author(s)
Munakata Ryosuke, Olry Alexandre, Karamat Fazeelat, Courdavault Vincent, Sugiyama Akifumi, Date Yoshiaki, Krieger Celia, Silie Prisca, Foureau Emilien, Papon Nicolas, Grosjean Jeremy, Yazaki Kazufumi, Bourgaud Frederic and Hehn Alain
-
Journal Title
New Phytologist
Volume: 未定
Issue: 1
Pages: 332-344
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] Molecular cloning and characterization of a geranyl diphosphate-specific aromatic prenyltransferase from lemon2014
Author(s)
Ryosuke Munakata, Tsuyoshi Inoue, Takao Koeduka, Fazeelat Karamat, Alexandre Olry, Akifumi Sugiyama, Kojiro Takanashi, Audray Dugrand, Yann Froelicher, Ryo Tanaka, Yoshihiro Uto, Hitoshi Hori, Jun-Ichi Azuma, Alain Hehn, Frédéric Bourgaud, and Kazufumi Yazaki
-
Journal Title
Plant physiology
Volume: 166
Issue: 1
Pages: 80-90
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Two membrane-bound prenyltransferases direct the synthesis of linear or angular furanocoumarins in parsnip2015
Author(s)
Ryosuke Munakata, Fazeelat Karamat, Alexandre Olry, Courdavault Vincent, Akifumi Sugiyama, Yoshiaki Date, Célia Krieger, Nicolas Papon, Emilien Fourreau, Jeremy Grosjean, Kazufumi Yazaki, Frédéric Bourgaud, Alain Hehn
Organizer
日本農芸化学会2015年度大会
Place of Presentation
岡山
Year and Date
2015-03-28
Related Report
-
-
-
-
[Presentation] PcPT, a parsley prenyltransferase, catalyzes the key reaction in furanocoumarin biosynthesis2014
Author(s)
Ryosuke Munakata, Karamat Fazeelat, Alexandre Olry, Takao Koeduka, Akifumi Sugiyama, Cedric Paris, Alain Hehn, Frederic Bourgaud, Kazufumi Yazaki
Organizer
日本農芸化学会東京大会
Place of Presentation
明治大学生田キャンパス
Year and Date
2014-03-29
Related Report
-
-
-
-
-
