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ゲノム情報を駆使した甘草トリテルペノイド生合成制御の包括的理解

研究課題

研究課題/領域番号 17K07754
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用生物化学
研究機関大阪大学

研究代表者

関 光  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30392004)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードトリテルペノイドサポニン / 生合成 / 転写制御因子 / シトクロムP450 / bHLH / 甘草 / マメ科 / 転写因子 / シトクロムP450モノオキシゲナーゼ / トリテルペン / 生合成制御 / カンゾウ / 代謝工学 / 植物トリテルペノイド / 培養組織
研究成果の概要

トリテルペノイドサポニンは多くの生薬の活性成分や天然甘味成分として知られる植物成分の一グループである。マメ科の薬用植物カンゾウ(甘草)は肝庇護薬、抗炎症剤、甘味料原料として用いられるサポニンであるグリチルリチンのほか、マメ科植物が共通して生産するソヤサポニンを生合成するがその制御機構は不明である。本研究では、カンゾウにおけるソヤサポニン生合成酵素の転写を活性化するbHLH型転写因子(GubHLH3)の同定に成功した。また、チルリチン生合成酵素遺伝子の発現を活性化する転写因子の候補としてGubHLH3とは異なる5種の転写因子を新たに選抜し解析を進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物は多様な有用低分子化合物(植物二次代謝産物)を生産する。トリテルペノイドサポニン(サポニン)は多くの生薬の活性成分や天然甘味成分として知られる植物成分の一グループである。肝庇護薬、抗炎症剤、甘味料原料として用いられるサポニンであるグリチルリチンを生産する薬用植物カンゾウ(甘草)の根は漢方処方の7割以上に配合されている。本研究で得られた、サポニン生合成の制御機構に関する知見は有効成分含量が高い植物系統の作出や栽培条件の確立において有用な情報である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Department of Biotechnology/Faculty of Life Sciences/Universidad Regional Amazonica IKIAM(エクアドル)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ベトナム科学技術アカデミー(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Molecular basis of C-30 product regioselectivity of legume oxidasesinvolved in high-value triterpenoid biosynthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Fanani MZ, Fukushima EO, Sawai S, Tang J, Ishimori M, Sudo H, Ohyama K, Seki H, Saito K, Muranaka T
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 10 ページ: 1520-1520

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.01520

    • 関連する報告書
      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] Lotus japonicus triterpenoid profile and characterization of CYP716A51 and LjCYP93E1 genes involved in its biosynthesis in planta2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki H, Fukushima EO, Shimizu Y, Seki H, Fujisawa Y, Ishimoto M, Osakabe K, Osakabe Y, Muranaka T
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 60 ページ: 2496-2509

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz145

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Functional specialization of UDP-glycosyltransferase 73P12 in licorice to produce a sweet triterpenoid saponin, glycyrrhizin2019

    • 著者名/発表者名
      Nomura Y, Seki H, Suzuki T, Ohyama K, Mizutani M, Kaku T, Tamura K, Ono E, Horikawa M, Sudo H, Hayashi H, Saito K, Muranaka T
    • 雑誌名

      Plant J.

      巻: 99 号: 6 ページ: 1127-1143

    • DOI

      10.1111/tpj.14409

    • NAID

      120006779844

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of oxidosqualene cyclases from the medicinal legume tree Bauhinia forficata: a step toward discovering preponderant α-amyrin-producing activity2019

    • 著者名/発表者名
      Srisawat P, Fukushima EO, Yasumoto S, Robertlee J, Suzuki H, Seki H, Muranaka T
    • 雑誌名

      New Phytol.

      巻: 224 号: 1 ページ: 352-366

    • DOI

      10.1111/nph.16013

    • 関連する報告書
      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] Identification and characterization of (+)-α-bisabolol and 7-epi-silphiperfol-5-ene synthases from Artemisia abrotanum2019

    • 著者名/発表者名
      Muangphrom P, Misaki M, Suzuki M, Shimomura M, Suzuki H, Seki H, Muranaka T
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: 164 ページ: 144-153

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2019.05.010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] グリチルリチン酸生合成制御の理解に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      關 光、高上馬希重、村中俊哉
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 3 ページ: 1038-1041

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Transcriptome sequencing and identification of cytochrome P450 monooxygenases involved in the biosynthesis of maslinic acid and corosolic acid in <i>Avicennia marina</i>2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Tran ML, Le QL, Suzuki H, Nguyen CM, Vu HG, Tamura K, Nguyen VT, Suzuki H, Misaki R, Muranaka T, Ninh KB, Fujiyama K, Seki H*
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 35 号: 4 ページ: 341-348

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.18.0810a

    • NAID

      130007599213

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2018-12-25
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative analysis of CYP716A subfamily enzymes for the heterologous production of C-28 oxidized triterpenoids in transgenic yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki H, Fukushima E.O, Umemoto N, Ohyama K, Seki H, Muranaka T
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 35 号: 2 ページ: 131-139

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.18.0416a

    • NAID

      130007393760

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2018-06-25
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genetic and functional characterization of Sg-4 glycosyltransferase involved in the formation of sugar chain structure at the C-3 position of soybean saponins2018

    • 著者名/発表者名
      Takagi Kyoko、Yano Ryoichi、Tochigi Saeko、Fujisawa Yukiko、Tsuchinaga Hiroki、Takahashi Yuya、Takada Yoshitake、Kaga Akito、Anai Toyoaki、Tsukamoto Chigen、Seki Hikaru、Muranaka Toshiya、Ishimoto Masao
    • 雑誌名

      Phytochemistry

      巻: 156 ページ: 96-105

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2018.09.002

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plant-derived isoprenoid sweeteners: recent progress in biosynthetic gene discovery and perspectives on microbial production2018

    • 著者名/発表者名
      Seki Hikaru、Tamura Keita、Muranaka Toshiya
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: in press 号: 6 ページ: 927-934

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1387514

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Basic Helix-Loop-Helix Transcription Factor GubHLH3 Positively Regulates Soyasaponin Biosynthetic Genes in Glycyrrhiza uralensis2018

    • 著者名/発表者名
      Tamura Keita、Yoshida Koki、Hiraoka Yasuko、Sakaguchi Daiki、Chikugo Ayaka、Mochida Keiichi、Kojoma Mareshige、Mitsuda Nobutaka、Saito Kazuki、Muranaka Toshiya、Seki Hikaru
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 59 号: 4 ページ: 778-791

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy046

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isolation and Characterization of the Soybean Sg-3 Gene that is Involved in Genetic Variation in Sugar Chain Composition at the C-3 Position in Soyasaponins2018

    • 著者名/発表者名
      Yano Ryoichi、Takagi Kyoko、Tochigi Saeko、Fujisawa Yukiko、Nomura Yuhta、Tsuchinaga Hiroki、Takahashi Yuya、Takada Yoshitake、Kaga Akito、Anai Toyoaki、Tsukamoto Chigen、Seki Hikaru、Muranaka Toshiya、Ishimoto Masao
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 59 号: 4 ページ: 792-805

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy019

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 植物におけるトリテルペンサポニンの代謝および機能多様性の分子基盤2020

    • 著者名/発表者名
      關 光
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ミヤコグサのトリテルペンプロファイルおよび植物体におけるCYP716A51とLjCYP93E1酵素遺伝子機能の解析2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木隼人、福島エリオデット、清水裕子、關 光、藤澤由紀子、石本政男、刑部敬史、刑部祐里子、村中俊哉
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Integrating platform to elucidate the key amino acid of CYP716 family enzymes in triterpenoid biosynthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Romsuk J, Fukushima EO, Yasumoto S, Seki H, Muranaka T
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comparative analysis of different plant NADPH-cytochrome P450 reductase classes in triterpenoid biosynthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Istiandari P, Yasumoto S, Fukushima EO, Seki H, Muranaka T
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of P450 enzymes activity drives saponin chemodiversity in medicinal Glycyrrhiza plants2020

    • 著者名/発表者名
      Fanani MZ, Sawai S, Seki H, Ishimori M, Sudo H, Fukushima EO, Ohyama K, Saito K, Muranaka T
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ミヤコグサのウルサン型トリテルペノイド生合成遺伝子の同定2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木隼人、福島エリオデット、關 光、村中俊哉
    • 学会等名
      第37回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comparative analysis of plant NADPH-cytochrome P450 reductase towards heterologous triterpenoid production in transgenic yeast2019

    • 著者名/発表者名
      Istiandari P, Fukushima EO, Yasumoto S, Seki H, Muranaka T
    • 学会等名
      第37回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Bioinformatics platform and in vivo functional analysis to reveal the key amino acid of CYP716 family in triterpenoid biosynthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Romsuk J, Fukushima EO, Yasumoto S, Seki H, Muranaka T
    • 学会等名
      第37回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヒヨコマメにおけるソヤサポゲノールB生合成酵素遺伝子の同定と機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      橋本彩希、Fanani MZ、安本周平、關 光、福島エリオデット、村中俊哉
    • 学会等名
      第37回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Investigating biosynthesis and regulation of plant triterpenoids: towards the elucidation of their biological functions.2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Seki
    • 学会等名
      第 60 回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物由来有用化合物の組換え酵母での生産~植物科学者が思う「こんな酵母があったらな、、」2019

    • 著者名/発表者名
      關 光
    • 学会等名
      第 86 回酵母研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マメ科薬用植物カンゾウのトリテルペノイド生合成制御に関わる転写因子の探索とトリ テルペノイドの生物学的機能解明に向けた研究展開2018

    • 著者名/発表者名
      關 光
    • 学会等名
      第 36 回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 甘草のゲノム解読-甘味成分をつくる遺伝子を探す2018

    • 著者名/発表者名
      關 光
    • 学会等名
      北海道医療大学生涯学習事業「第 32 回薬草園を見る会」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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