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コエンザイムQの新規生合成経路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03806
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用生物化学
研究機関島根大学

研究代表者

川向 誠  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (70186138)

研究分担者 村井 正俊  京都大学, 農学研究科, 准教授 (80543925)
戒能 智宏  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (90541706)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードcoenzyme Q / ubiquinone / S. pombe / fission yeast / PHB / PABA / isoprenoid / コエンザイムQ / ユビキノン / 分裂酵母 / coenzymeQ / mitochondria / S. pome / ミトコンドリア / 電子伝達系 / 抗酸化 / イソプレノド
研究成果の概要

コエンザイムQ(ユビキノン、CoQ)は生体内において電子伝達系の必須成分として働くと同時に、補酵素として、あるいは抗酸化物質としての機能を有している。CoQは生体内の重要な機能物質でありながら、その生合成経路が完全解明されていない。CoQ生合成の全容解明に向けた研究を進めるため、分裂酵母のCoQ10を合成できない株を利用し、その株で蓄積してくる前駆体の解析を進めた。一連の研究で、グルコース濃度やプロテインキナーゼA の機能が低下するとCoQ合成量が増加すること、生合成に PHB以外にPABAを前駆体として利用すること、Benzoic acid がCoQ生合成の阻害効果を示すことを発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CoQ10 は1974年から医薬品として、虚血性心不全、筋ジストロフィー、貧血等に効果があることで使用されていたが、2001年に食品として認可されてからは食品サプリメントとして、幅広く市場に普及している。CoQ10は人間の体内でも合成されているが、その量は加齢とともに減少することから、食品サプリメントとして補うと効果的である。最近の研究によりCoQ10の合成量が低下している患者は、ミトコンドリア脳筋症になり、重篤な症状を示すということが報告され、遺伝病との関連性が注目されている。そのような背景の基、酵母を用いてCoQ10の生合成を解明することは、病気の原因の解明にも繋がる重要な研究である。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Organelle specific simultaneous Raman/GFP microspectroscopy for living cell toward physiochemical studies2020

    • 著者名/発表者名
      N. Wattanavichean, I. Nishida, M. Ando, M. Kawamukai, T. Yamamoto, H. Hamaguchi
    • 雑誌名

      J. Biophotonics

      巻: 13 号: 4 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/jbio.201960163

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Benzoic acid inhibits Coenzyme Q biosynthesis in Schizosaccharomyces pombe2020

    • 著者名/発表者名
      Ikuhisa Nishida, Ryota Yanai, Yasuhiro Matsuo, Tomohiro Kaino, Makoto Kawamukai
    • 雑誌名

      PloS One

      巻: 15 号: 11 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0242616

    • NAID

      120007002148

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CoQ10 production in Schizosaccharomyces pombe is increased by reduction of glucose levels or deletion of pka12019

    • 著者名/発表者名
      Nishida I., Yokomi K., Hosono K., Hayashi K., Matsuo Y., Kaino T., Kawamukai M.
    • 雑誌名

      Appl. Microbiol. Biotechnol.

      巻: 103 号: 12 ページ: 4899-4915

    • DOI

      10.1007/s00253-019-09843-7

    • NAID

      120007002146

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studying anti-oxidative properties of inclusion complexes of α-lipoic acid with γ-cyclodextrin in single living fission yeast by confocal Raman microspectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Noothalapati Hemanth、Ikarashi Ryo、Iwasaki Keita、Nishida Tatsuro、Kaino Tomohiro、Yoshikiyo Keisuke、Terao Keiji、Nakata Daisuke、Ikuta Naoko、Ando Masahiro、Hamaguchi Hiro-o、Kawamukai Makoto、Yamamoto Tatsuyuki
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy

      巻: 197 ページ: 237-243

    • DOI

      10.1016/j.saa.2018.02.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biosynthesis and applications of prenylquinones2018

    • 著者名/発表者名
      Kawamukai Makoto
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 82 号: 6 ページ: 963-977

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1433020

    • NAID

      120006819039

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of respiratory growth defect of mutant deficient in mitochondrial phospholipase A1 by overexpression of genes involved in coenzyme Q synthesis in Saccharomyces cerevisiae2018

    • 著者名/発表者名
      Shiho Morisada、Ikuhisa Nishida、Makoto Kawamukai、Hiroyuki Horiuchi、Ryouichi Fukuda
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 82 号: 9 ページ: 1633-1639

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1476124

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Schizosaccharomyces japonicus has low levels of CoQ10 synthesis, respiration deficiency, and efficient ethanol production at high temperature.2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Kaino, Kai Tonoko, Shiomi Mochizuki, Yuriko Takashima, Makoto Kawamukai
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 82 号: 6 ページ: 1031-1042

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1401914

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コエンザイムQ10増産技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      戒能智宏、川向誠
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 34 ページ: 63-71

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Urea enhances cell lysis of Schizosaccharomyces pombe ura4 mutants.2017

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nishino, Misaki Kushima, Tomohiro Kaino, Yasuhiro Matsuo, Makoto Kawamukai
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 81 号: 7 ページ: 1444-1451

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1303360

    • NAID

      120006819049

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 安息香酸は分裂酵母のコエンザイムQ生合成を顕著に阻害する2021

    • 著者名/発表者名
      西田 郁久、柳井 良太、松尾 安浩、戒能 智宏、川向 誠
    • 学会等名
      日本農芸化学会202年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 分裂酵母および出芽酵母のPos5がCoQ生合成に影響する2021

    • 著者名/発表者名
      西原 昇瑚、西田 郁久、柳井 良太、松尾 安浩、戒能 智宏、川向 誠
    • 学会等名
      日本農芸化学会202年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 分裂酵母Schizosaccharomyces pombeのCoQ生合成に関与するPos5の解析2020

    • 著者名/発表者名
      西原 昇瑚、西田 郁久、柳井 良太、戒能 智宏、川向 誠
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 安息香酸は分裂酵母のCoQ生合成を顕著に阻害する2020

    • 著者名/発表者名
      西田 郁久、戒能 智宏、松尾 安浩、川向 誠
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Biosynthesis of Coenzyme Q and its role in S. pombe and S. japonicus2019

    • 著者名/発表者名
      Kawamukai, M., Tonoko, K., Narahara, T., Nishida, I., Kaino, T
    • 学会等名
      The 10th international fission yeast meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coenzyme Q10 production in Schizosaccharomyces pombe is increased by reduction of glucose levels or deletion of pka1.2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida, I., Yokomi, K., Hosono, K., Hayashi, K., Matsuo, Y., Kaino, T., Kawamukai, M
    • 学会等名
      The 10th international fission yeast meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分裂酵母S. japonicusの CoQ 欠損株は,最少培地でも生育し,硫化水素を発生しない2019

    • 著者名/発表者名
      楢原拓之,渡子 開,西田郁久,戒能智宏,川向 誠
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2019 年度西日本・中四国支部合同沖縄大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コエンザイムQの生合成と生産2019

    • 著者名/発表者名
      川向 誠
    • 学会等名
      第29回イソプレノイド研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コエンザイムQ生合成の新規遺伝子2019

    • 著者名/発表者名
      川向 誠
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel gene involved in CoQ biosynthesis in fission yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kawamukai
    • 学会等名
      The 9th conference of the international Coenzyme Q10 association
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coenzyme Q biosynthesis and application in yeasts and plants2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kawamukai
    • 学会等名
      The 23rd international symposium on plant lipids
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母のCoQ生合成に関わる新規遺伝子2018

    • 著者名/発表者名
      西田郁久、戒能智宏、川向誠
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コエンザイムQ10と老化2018

    • 著者名/発表者名
      川向誠
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規なコエンザイムQ生合成遺伝子の発見2017

    • 著者名/発表者名
      西田郁久、大森夕貴、柳井良太、松尾安浩、戒能智宏、川向誠
    • 学会等名
      第27回イソプレノイド研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] コエンザイムQ10の生合成に関わる新規因子の発見2017

    • 著者名/発表者名
      西田郁久、柳井良太、松尾安浩、戒能智宏、川向誠
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部2017年度合同大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of coenzyme Q species in naturally isolated yeast2017

    • 著者名/発表者名
      Jomkwan Jumpathong ,Ikuhisa Nishida,Kohei Nishino,Yasuhiro Matsuo,Tomohiro Kaino, Makoto Kawamukai
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部2017年度合同大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 酵母によるコエンザイムQ10の生産2018

    • 著者名/発表者名
      戒能智宏、川向誠
    • 総ページ数
      264
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313177
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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