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メタボリック・エンジニアリングを利用した新規生理活性物質の創出

研究課題

研究課題/領域番号 10680565
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物有機科学
研究機関京都大学

研究代表者

矢崎 一史  京都大学, 生命科学研究科, 助教授 (00191099)

研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1999年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1998年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードLithospermum erythororhizon / shikonin / metabolic engineering / 二次代謝 / 酵母遺伝子 / coq2 / プレニルトランスフフェラーゼ / p-ヒドロキシ安息香酸 / プレニルトランスフェラーゼ / P-ヒドロキシ安息香酸
研究概要

本研究では、植物二次代謝のエンジニアリングのための遺伝子ツールとして、酵母の一次代謝に属するユビキノン生合成酵素prenyltransferase(PT)の遺伝子、coq2をPCRにより増幅した。ムラサキのシコニン生合成経路には本酵素と同様PHBとprenyldiphosphateを基質とする反応があり、これを酵母遺伝子coq2に行わせることで二次代謝の改変を試みた。単離したcoq2のDNA配列を植物用に改変し、以下の4種のバイナリー・ベクターを完成した:1)coq2全長(ミトコンドリア局在型)、2)△coq2(細胞質局在型)、3)coq2-ER1(2にER-配向シグナルを付加)、4)coq2-ER2(3にER保持シグナルを加えたER局在型)。これらを組込んだベクターをAgrobacterium tumefacienseおよびA.rhizogenesに導入し、それぞれ前者は対照であるタバコの、後者はムラサキの形質転換に用いた。現在まで各コンストラクトに対して、ハイグロマイシン耐性を示す形質転換タバコ植物体が7〜15クローン得られている。これら植物のゲノムにおいて、各導入遺伝子が存在していることをPCRにより確認し、さらにNorthern blotによりそれらの発現レベルを検定した。mRNAレベルの高かった形質転換体におけるPT活性を測定したところ、coq2-ER2以外では高い酵素活性が認められなかった。そこで、ムラサキにはcoq2-ER2のみを導入することにした。Cq2-ER2を発現しているムラサキ毛状根では、PT産物であるm-garanyl-p-hydroxybenzoic acidの過剰産生とベンゾフラン誘導体の蓄積上昇が認められたが、シコニン含量に大きな影響はなかった。これはプレニル化以降の生合成に別の律速段階があることを示唆する。また、側鎖長の異なるキノン誘導体も現在のところ検出されていない。これより、高効率のメタボリック・エンジニアリングにはムラサキ内在のgeranyltransferaseの解析も必須と考え、本cDNAのクローニングをも行った。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] 矢崎一史: "病害虫抵抗性植物の分子育種に向けた二次代謝からのアプローチ"バイオサイエンスとインダストリー. 56. 621-622 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Susanne Sommer: "Genetic engineering of shikonin biosynthesis. Hairy root cultures of Lithospermum erythrorhizon transformed with the bacterial ubiC gene"Plant Mol. Biol.. 39. 683-693 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazufumi Yazaki: "Shikonin biosynthesis in Lithospermum erythrorhizon : Light-induced negative regulation of secondary metabolism"Plant Biotechnology. 16. 335-342 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirobumi Yamamoto: "Simultaneous analysis of shikimate-derived secondary matabolites in L.erythrorhizon cell suspension cultures by HPLC"J. Chromatograghy. 738. 3-15 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 矢崎一史: "バクテリア遺伝子を利用した高等植物の二次代謝産物生産"植物の化学調節. 34. 191-201 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kaoru Tohno: "Red pigment formation on the stem of Lithospermum erythrorhizon shoot cultures"Plant Cell Reports. in press.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazufumi Yazaki: "Secondary metabolic engineering toward plant molecular breeding for pathogen and insect resistance. (in Japanese)"Biosci., Ind.. 56. 621-622 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Susanne Sommer: "Genetic engineering of shikonin biosynthesis. Hairy root cultures of Lithospermum erythrorhizon transformed with the bacterial ubiC gene."Plant Mol. Biol.. 39. 683-693 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazufumi Yazaki: "Shikonin biosynthesis in Lithospermum erythrorhizon : Light-induced negative regulation of secondary metabolism."Plant Biotechnology. 16. 335-342 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazufumi Yazaki: "Production of plant secondary metabolites with bacterial genes. (in Japanese)"Chem. Regl. Plants. 34. 191-201 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirobumi Yamamoto: "Simultaneous analysis of shikimate-derived secondarymatabolites in L. erythrorhizon cell suspension cultures by HPLC."J. Chromatography. 738. 3-15 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kaoru Tohno: "Red pigment formation on the stem of Lithospermum erythrorhizon shoot cultures."Plant Cell Reports. (in press.).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Susannne Sommer: "Genetic enegineering of shikonin biosynthesis. Hairy root cultures of Lithospermum erythrorhizon transformed with the bacterial ubiC gene"Plant Mol.Biol.. 39・(4). 683-693 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazufumi Yazaki: "Shikonin biosynthesis in Lithospermum erythrorhizon : Light-induced negative regulation of secondary metabolism"Plant Biotechnology. 16・(5). 335-342 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hirobumi Yamamoto: "Simultaneous analysis of shikimate-derived secondary matalites in L.erythrorhizon cell suspension cultures by HPLC"J.Chromatography. 738・(1). 3-15 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Shoko Taniguchi: "Productions of tannin and anthocyanidin by Rhus javanica advantitious root cultures"Phytochemistry. 53・(3). 357-363 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hirobumi Yamamoto: "Production of caffeic acid oligomers in Lithospermum erythrorhizon cell suspension cultures"Phytochemistry. 53・(6). 651-657 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 矢崎一史: "バクテリア遺伝子を利用した高等植物の二次代謝産物生産"植物の化学調節. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazufumi Yazaki: "Stable transformation of Lithospermum erythrorhizon with Agrobacterium rhizogenes and shikonin production of the transformats." Plant Cell Reports. 18・3/4. 214-219 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Shoko Taniguchi: "Production of macrocyclic ellagitannin oligomers by Oenothera laciniata" Phytochemistry. 48・6. 981-985 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 矢崎一史: "病害虫抵抗性植物の分子育種に向けた二次代謝からのアプローチ" バイオサイエンスとインダストリー. 56・9. 621-622 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Susanne Sommer: "Genetic engineering of shikonin biosynthesis. Hairy root cultures of Lithospermum erythrorhizon transformed with the bacterial ubiC gene." Plant Mol.Biol.(印刷中).

    • 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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