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植物の生理活性物質トレハロース6-リン酸を量的制御する酵素群の活性調節機構の解明

Research Project

Project/Area Number 18J20503
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

田口 陽大  北海道大学, 農学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsトレハロース6-リン酸 / トレハロース / トレハラーゼ / トレハロース6-リン酸ホスファターゼ / トレハロース6-リン酸シンターゼ / シロイヌナズナのトレハロース代謝 / トレハロース 6-リン酸 / トレハロースリン酸シンターゼ / トレハロースホスファターゼ / トレハロース6-リン酸
Outline of Annual Research Achievements

トレハロースは二分子のグルコースがα1-1α結合した非還元性二糖である.一般にトレハロースの合成はトレハロース6-リン酸(Glcα1-1αGlc6P)が合成された後,トレハロース6-リン酸のリン酸基が外される二段階の反応を経る.トレハロース6-リン酸は植物の発生や環境応答に対する生理活性物質として働き,トレハロース6-リン酸量の変化は微量であっても植物の生育に影響を与える.トレハロースの分解はトレハラーゼにより行われる.高等植物ではトレハロース6-リン酸の合成・脱リン酸酵素のアイソザイム(一つの生物中で同じ働きを持ちながらも異なる酵素)を複数持ち,トレハロース6-リン酸やトレハロース量は,複雑・高度に制御されると考えられる.本研究では植物においてトレハロース6-リン酸やトレハロース量を調節するトレハロース代謝酵素の生化学的性質を明らかにすることを目的とした.
トレハロース6-リン酸合成酵素については,in vitro翻訳系の導入により,数種のアイソザイムのうち一部が組換え酵素として生産され,従来不活性型と思われていたアイソザイムに活性を見出す等の成果を得た.トレハロース6-リン酸脱リン酸酵素(TPP)については,シロイヌナズナの持つ10アイソザイムの全ての組換え酵素を作製し,機能を詳細に解析した.植物の発現パターンと合わせて主要なTPP(Tre生合成系)を同定した.植物トレハラーゼの研究では,シロイヌナズナの酵素(組換え酵素)について機能発現の分子メカニズムを酵素機能構造解析により明らかにした.基質結合部位が閉塞と開放の2状態を取ること,閉塞状態ではトレハロースに,開放状態ではトレハロース6-リン酸によく作用すること,開閉に伴う触媒残基の状態変化に伴い至適pHが変化することなどを明らかにした.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Efficient one-pot enzymatic synthesis of trehalose 6-phosphate using GH65 α-glucoside phosphorylases2020

    • Author(s)
      Taguchi Yodai、Saburi Wataru、Imai Ryozo、Mori Haruhide
    • Journal Title

      Carbohydrate Research

      Volume: 488 Pages: 107902-107902

    • DOI

      10.1016/j.carres.2019.107902

    • NAID

      120007187750

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シロイヌナズナ由来組換えトレハロースホスファターゼの酵素化学的諸性質の解析2020

    • Author(s)
      田口陽大, 佐分利亘, 森春英
    • Organizer
      日本応用糖質科学会2020年度大会(第69回)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Arabidopsis thaliana由来α,α-トレハラーゼのX線結晶構造解析2019

    • Author(s)
      田口陽大, 佐分利亘, 于健, 姚閔, 森春英
    • Organizer
      日本応用糖質科学会2019年度大会(第68回)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Biochemical characteristics of plant trehalases hydrolyzing trehalose 6-phosphate2019

    • Author(s)
      Yodai Taguchi, Wataru Saburi, Haruhide Mori
    • Organizer
      CBM13 Carbohydrate Bioengineering Meeting
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物トレハラーゼ間の機能比較とα11→α12ループ上に保存されたThrのTre6P分解活性への寄与2019

    • Author(s)
      田口陽大,佐分利亘,森春英
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会(東京)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] SYNTHESIS OF TREHALOSE 6-PHOSPHATE AND ITS DERIVATIVE USING TREHALOSE 6-PHOSPHATE PHOSPHORYLASE2018

    • Author(s)
      Yodai Taguchi, Wataru Saburi, Haruhide Mori
    • Organizer
      第29回国際炭水化物シンポジウム(ICS2018,リスボン,ポルトガル)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of trehalose 6-phosphate from maltose and inorganic phosphate using trehalose 6-phosphate phosphorylase2018

    • Author(s)
      Yodai Taguchi, Wataru Saburi, Haruhide Mori
    • Organizer
      第8回スイス連邦工科大学-北海道大学 学術交流シンポジウム(AECoR8,北海道大学)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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