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生合成遺伝子工学による新規有用物質生産系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10358015
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 生物有機科学
研究機関東京大学

研究代表者

海老塚 豊  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (90107384)

研究分担者 嶋田 寿男  日本ロシュ研究所, 主席研究員
藤井 勲  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (70181302)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
31,100千円 (直接経費: 31,100千円)
2000年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
1999年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
1998年度: 23,000千円 (直接経費: 23,000千円)
キーワードトリテルペン合成酵素 / オキシドスクワレン / サポニン / 生合成遺伝子 / 放線菌 / エンジイン / 抗生物質 / 耐生 / 耐性
研究概要

(1)トリテルペンサポニン大量生産系の開発
シロイヌナズナのゲノムプロジェクトで配列が報告されている機能未同定のオキシドスアレン閉環酵素クローンの酵素機能を酵母発現系により解析し、taraxasterol,β-amyrinをはじめとする9種のトリテルペンを生成することを明らかにした。生成物として複数の骨格のトリテルペンを与える多機能型トリテルペン合成酵素については、すでに前年度の研究でエンドウよりクローニングしたが、本研究によりこれらの多機能型トリテルペン合成酵素が植物界に広く分布する可能性が示唆された。またこれら多機能型酵素の生成するマイナープロダクトが、全てこれまで推定されていた中間体カチオンから派生する生成物であることは、酵素反応過程におけるこれら中間体カチオンの存在を支持する事実である。一方、トリテルペン合成酵素遺伝子による植物トリテルペンの代謝工学モデルとして、ルペオール合成酵素遺伝子LUP1を、アンチセンス方向に導入した遺伝子組替えシロイヌナズナを作成した。この形質転換シロイヌナズナは全くルペオールを生成せず、トリテルペン合成酵素遺伝子によるによる代謝工学の実用性を示した。また、この形質転換植物は草丈がコントロール植物の約60%という矮性を示し、ルペオールあるいはその代謝産物が植物の正常な成長に何らかの生理的役割を持つことを明らかにした
(2)新規エンジイン型抗腫瘍抗生物質生産系の開発
エンジイン構造の生合成機構を明らかにするため、ダイネミシンA生産菌Micromonospora chersinaのポリケタイド生合成遺伝子クラスターの解析を進め、現在までに約25kbの塩基配列を決定、24個のORFの存在を見出した。また、9員環型エンジイン化合物ネオカルチノスタチンについても、生産菌Streptomcyescarzinostaticusのゲノムライブラリーより、タイプIおよびII型ポリケタイド合成酵素遺伝子、デオキシ糖生合成遺伝子をそれぞれ含むクローンを取得し、その解析を進めている。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] T.Kushiro: "β-amyrin synthase : Cloning of oxidosqnalene cyclase that catalyzes the formation of the most popular triterpene among higher plants."Eur.J.Biochem.. 256. 238-244 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T,Kushiro: "Chimeric triterpene synthase. A possible model for multifunctional triterpene synthase."J.Am,Chem.Soc.,. 121. 1208-1216 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M,Shibuya: "Two branches of the lnped synthase genes in the molecalar evolution of plant oxidosqnalen cyclases."Eur.J.Biochem.. 266. 302-307 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Morita: "Molecular cloning and functional expression of triterpene synthases from pea(Pisum satioum)."Eur.J.Biochem.. 267. 3453-3460 (2000)

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    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kushiro: "Mutational studies on triterpene synthases. Engineering lnped synthase into β-amyrin synthase."J.Am.Chem.Soc.. 122. 6816-6824 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kushiro: "A novel multifunctional triterpene synthase from Arabidopsis thiliana."Tetrabedron Letters. 41. 7705-7710 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kushiro, Masaaki Shibuya and Yutaka Ebizuka: "β-Amyrin Synthase : Cloning of Oxidosqualene Cyclase that Catalyzes the Formation of the Most Popular Triterpene among Higher Plants"Eur.J.Biochem. 256. 238-244 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kushiro, M.Shibuya and Y.Ebizuka: "Molecular Cloning of Oxidosqualene Cyclase cDNA from Panax ginseng : The Isogene that Encodes β-Amyrin Synthase"Towards Natural Medicine Research in the 21st Century, ed. by H.Ageta, N.Aimi, Y.Ebizuka, T.Fujita and G.Honda, Elsevier Science B.V., Amsterdam. 421-427 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.You, K.Ichinose, K.Inoue, M.Shibuya, X.-S.Yao and Y.Ebizuka: "Biosynthetic Studies on Steroid Saponins, Towards Natural Medicine Research in the 21st Century"ed. by H.Ageta, N.Aimi, Y.Ebizuka, T.Fujita and G.Honda, Elsevier Science B.V., Amsterdam. 429-441 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kushiro, Masaaki Shibuya and Yutaka Ebizuka: "Chimeric Triterpene Synthase. A Possible Model for Multifunctional Triterpene Synthase"J.Am.Chem.Soc.. 121. 1208-1216 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koji Ichinose, Song You, Noriaki Kawano, Kaori Hayashi, Xin-Sheng Yao and Yutaka Ebizuka: "Heterologous Expression of Furostanol Glycoside 26-O-β-Glucosidase of Costus speciosus in Nicotiana tabacum"Phytochemistry. 51. 599-603 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kushiro, Masaaki Shibuya and Yutaka Ebizuka: "Cryptic Regiospecificity in Deprotonation Step of Triterpene Biosynthesis Catalysed by New Members of Lupeol Synthase"Tetrahedron Lett.. 40. 5553-5556 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Song You, Noriaki Kawano, Koji Ichinose, Xin-Shen Yao and Yutaka Ebizuka: "Molecular Cloning and Sequencing of an Allium macrostemon cDNA Probably Encodimg Oxidosqualene Cyclase"Plant Biotechnology. 16. 311-314 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaaki Shibuya, Hong Zhang, Aki Endo, Kaori Shishikura, Tetsuo Kushiro and Yutaka Ebizuka: "Two Branches of the Lupeol Synthase Gene in the Molecular Evolution of Plant Oxidosqualene Cyclases"Eur.J.Biochem.. 266. 302-307 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroaki Hayashi, Noboru Hiraoka, Yasumasa Ikeshiro, Tetsuo Kushiro, Masayo Morita, Masaaki Shibuya and Yutaka Ebizuka: "Molecular Cloning and Characterization of a cDNA for Glycyrrhiza glabra Cycloartenol Synthase"Biol.Pharm.Bull.. 23. 231-234 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayo Morita, Masaaki Shibuya, Tetsuo Kushiro, Kazuo Masuda and Yutaka Ebizuka: "Molecular Cloning and Functional Expression of Triterpene Synthases from Pea (Pisum sativum) ; New α-Amyrin Producing Enzyme is a Multifunctional Triterpene Synthase"Eur.J.Biochem.. 267. 3453-3460 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kushiro, Masaaki Shibuya, Kazuo Masuda and Yutaka Ebizuka: "Mutational Studies on Triterpene Synthases. Engineering Lupeol Synthase into β-Amyrin Synthase."J.Am.Chem.Soc.. 122. 6816-6824 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tetsuo Kushiro, Masaaki Shibuya, Kazuo Masuda and Yutaka Ebizuka: "A Novel Multifunctional Triterpene Synthase from Arabidopsis thaliana."Tetrahedron Lett.. 41. 7705-7710 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hayashi: "Molecular cloning and characterisation of a cDNA for Gyrrbiza glabra cyclonted Synthase."Biol.Pharm.Bill.. 23. 231-234 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Morita: "Molecular cloning and functional expression of triterpene synthase from pea (Pirurm satirum)"Enr.J.Biochem.. 267. 3453-3460 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kushiro: "Mutational Studies on triterpene synthases, Engineering luped synthase into β-amyrin synthase."J.Am.Chem.Soc.. 122. 6816-6824 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kushiro: "A novel multifunctional triterpene synthase from Arabidopsis theliana."Tetrahedron Letters. 41. 7705-7710 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T. Kushiro: "Chimeric triterpene systhase, A possible model for multifunctional triterpene synthase"J. Am. Chem, Soc.. 121. 1208-1216 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Kushiro: "Cryptic gegiospeaficity in deprotonation step of triterpene biosynthesis catilysed by nero members of lupeol synthase"Tetrahedron Lett.. 40. 5553-5556 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N. Funa: "A new pathway for polyketide synthesis in microorganisms"Nature. 400. 897-899 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S. You: "Molecular cloning and sequencing of an Allium macrostemon cDNA profably encoding oxidosqualene cyclase"Plant Biotechnology. 16. 311-314 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Shibuya: "Two branches of the lupeol synthase gene in the molecular ebolntron of plant oxidosqualene cyclase"Eur. J. Biochem.. 266. 302-307 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kushiro: "β-Amyrin Synthase : Cloning of Oxidosqualene Cyclase that Catalyzes the Formation of the Most Popular Triterpene among Higher Plants." Eur.J.Biochem.256. 238-244 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kushiro: "Molecular Cloning of Oxidosqualene Cyclase cDNA from Panax ginseng : The Isogene that Encodes β-Amyrin Synthase." Excerpta Medica. 1157. 421-427 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ichinose: "Proof of that act VI Genetic Region of Streptomyces collicdor A3(2) is Involved in Stereospecific Pyran Ring Formation in the Biosynthesis of Actinorhobin" Bioorg.Med.Chem.Lett.9. 395-400 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ichinose: "Biosynthetic Gene Cluster of Bengoisochromanequinone Antibiotics in Streptomyces SPP." Actinomycetol.12. 99-109 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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