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フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析を基盤とした応用メタボロミクス研究

研究課題

研究課題/領域番号 18380201
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 応用分子細胞生物学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

太田 大策  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (10305659)

研究分担者 水谷 正治  京都大学, 化学研究所, 助教 (60303898)
金谷 重彦  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (90224584)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
13,660千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 1,260千円)
2007年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2006年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
キーワードメタボロミクス / FT-ICR / MS / シトクロムP450 / 植物ステロール / 脂肪酸水酸化 / 桂皮酸モノリグノール経路 / 酵素反応解析 / P450 / 有用物質生産
研究概要

フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析(FT-ICR/MS)を基盤としたメタボロミクス基盤を整備し,高等植物のシトクロムP450が関与する代謝機能にフォーカスして研究を実施した.研究は,まず目的P450遺伝子のcDNAをクローニングし,植物体と培養細胞における過剰発現系統と遺伝子破壊系統を作出してメタボロミクスに供試し,P450遺子発現量を連動して変動する代謝物を特定した.続いて異種発現系で作出した組換え酵素を用い,メタボロミクスによって推定された酵素反応特性の詳細な解析を行った.
その結果,植物ステロール生合成経路の最終段階においてステロール側鎖に不飽和結合を導入する酵素反応段階の解明を世界に先駆けて成功した.ステロール側鎖不飽和化酵素は,シトクロムP450のCYP710Aサブファミリーである.また,脂肪酸水酸化に関わるP450遺伝子ファミリー(6遺伝子)を同定することにも成功した.続いて,シロイヌナズナの桂皮酸モノリグノール経路に関わる4-coumaroyl CoA ligase,hydroxycinnamoyl CoA transferase,cytochroms P450(CYP98A3,CYP98A8,CYP98A9)のcDNAをバキュロウイルス・昆虫細胞発現系によって組換えタンパク質を作製した.これらのウイルスを昆虫培養細胞にて共感染させ,昆虫細胞中に高等植物の桂皮酸モノリグノーノール経路を構築することができた.反応経路の初発物質を添加するだけで,昆虫細胞中に植物代謝産物が蓄積した.代謝産物はFT-ICR/MSによる一斉分析により,各酵素段階の基質,反応生成物を同定した.また,各酵素の基質特異性についても検討を加えることができた.
これらの研究成果によって,FT-ICR/MSによるメタボロミクスが新規酵素反応探索に極めて重要な研究手法であることを証明した.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Metabolic profiling using Fourier-transform-ion-cyclotron-resonance mass spectrometry.2007

    • 著者名/発表者名
      Ohta D, Shibata D, Kanaya S.
    • 雑誌名

      Anal Bioanal Chemistry 389

      ページ: 1469-1475

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential metabolomics unraveling light/dark regulation of metabolic activities in Arabidopsis cell culture.Planta.2007 Dec;227(1):57-66.Epub 2007 Aug 15.2007

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Y, Kimura A, Saga H, Oikawa A, Shinbo Y, Kai K, Sakurai N, Suzuki H, Kitayama M, Shibata D, Kanaya S, Ohta D
    • 雑誌名

      Planta 227

      ページ: 57-66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolic profiling using Fourier-transform ion-cyclotron-resonance mass spectrometry2007

    • 著者名/発表者名
      Ohta, D, Shibata, D, Kanaya, S
    • 雑誌名

      Anal Bioanal Chem 389

      ページ: 1469-75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Differential metabolomics unraveling light/dark regulation of metabolic activities in Arabidopsis cell culture2007

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Y, Kimura, A, Saga, H, Oikawa, A, Shinbo, Y, Kai, K, Sakurai, N, Suzuki, H, Kitayama, M, Shibata, D, Kanaya, S, Ohta, D
    • 雑誌名

      Planta 227(1)

      ページ: 57-66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Metabolic profiling using Fourier-transform-ion-cyclotron-resonance massspectrometry.2007

    • 著者名/発表者名
      Ohta D, Shibata D, Kanaya S.
    • 雑誌名

      Anal Bioanal Chemistry 389

      ページ: 1469-1475

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential metabolomics unraveling light/dark regulation of metabolic activities in Arabidopsis cell culture. Planta. 2007 Dec;227(1):57-66. Epub 2007 Aug 15.2007

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Y, Kimura A, Saga H, Oikawa A, Shinbo Y, Kai K, Sakurai N, Suzuki H, Kitayama M, Shibata D, Kanaya S, Ohta D.
    • 雑誌名

      Planta 227

      ページ: 57-66

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cytochrome P450 subfamily CYP710A genes encode sterol C-22 desaturase in plants2006

    • 著者名/発表者名
      Morikawa, T, Mizutani, M, Ohta, D
    • 雑誌名

      Biochem Soc Trans 34

      ページ: 1202-1205

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Clarification of pathway-specific inhibition by Fourier transform ion cyclotron resonance/mass spectrometry-based metabolic phenotvoine studies2006

    • 著者名/発表者名
      Oikawa, A, Nakamura, Y, Ogura, T, Kimura, A, Suzuki, H, Sakurai, N, Shinbo, Y, Shibata, D, Kanaya, S, Ohta, D
    • 雑誌名

      Plant Physiol 142

      ページ: 398-413

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cytochrome P450 CYP710A encodes the sterol C-22 desaturase in Arabidopsis and tomato2006

    • 著者名/発表者名
      Morikawa, T, Mizutani, M, Aoki, N, Watanabe, B, Saga, H, Saito, S, Oikawa, A, Suzuki, H, Sakurai, N, Shibata, D, Wadano, A, Sakata, K, Ohta, D
    • 雑誌名

      Plant Cell 18

      ページ: 1008-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tomato cytochrome P450 CYP734A7 functions in brassinosteroid catabolism2006

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi, T, Nomura, T, Watanabe, B, Ohta, D, Yokota, T, Miyagawa, H, Sakata, K, Mizutani, M
    • 雑誌名

      Phytochemistry 67

      ページ: 1895-906

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cytochrome P450 subfamily CYP710A genes encode sterol C-22 desaturase in plants.2006

    • 著者名/発表者名
      Morikawa T, Mizutani M, Ohta D
    • 雑誌名

      Biochem Soc Trans. 34

      ページ: 1202-1205

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Clarification of pathway-specific inhibition by Fourier transform ion cyclotron resonance/mass spectrometry-based metabolic phenotyping studies.2006

    • 著者名/発表者名
      Oikawa A, Nakamura Y, Ogura T, Kimura A, Suzuki H, Sakurai N, Shinbo Y, Shibata D, Kanaya S, Ohta D
    • 雑誌名

      Plant Physiol. 142

      ページ: 398-413

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cytochrome P450 CYP710A encodes the sterol C-22 desaturase in Arabidopsis and tomato.2006

    • 著者名/発表者名
      Morikawa T, Mizutani M, Aoki N, Watanabe B, Saga H, Saito S, Oikawa A, Suzuki H, Sakurai N, Shibata D, Wadano A, Sakata K, Ohta D
    • 雑誌名

      Plant Cell 18

      ページ: 1008-1022

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] FT-ICR/MSメタボロミクスによる花芽特異的に発現する転写調節因子およびシトクロムP450遺伝子の機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      甲斐 光輔、山田 勇雄、高橋 弘喜、櫻井 望、鈴木 秀幸、柴田 大輔、金谷 重彦、太田 大策
    • 学会等名
      第49回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケにおける桂皮酸モノリグノール経路遺伝子HCTの同定2008

    • 著者名/発表者名
      辰巳 舞、甲斐 光輔、太田 大策
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会(名古屋)
    • 発表場所
      名城大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] FT-ICR/MSによる代謝産物一斉解析法の最適化2008

    • 著者名/発表者名
      北野 真也、甲斐 光輔、太田 大策
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会(名古屋)
    • 発表場所
      名城大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] FT-ICR/MSメタボロミクスによる花芽特異的に発現する転写調節因子およびシトクロムP450遺伝子の機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      山田 勇雄、甲斐 光輔、高橋 弘喜、櫻井 望、鈴木 秀幸、柴田 大輔、金谷 重彦、太田 大策
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会(名古屋)
    • 発表場所
      名城大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] シトクロムCYP710Aサブファミリー遺伝子の発現解析2008

    • 著者名/発表者名
      野山 晋平、瑳峨 寛久、太田 大策
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会(名古屋)
    • 発表場所
      名城大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] FT-ICR/MSによる代謝産物-斉解析法の最適化2008

    • 著者名/発表者名
      北野 真也、甲斐 光輔、太田 大策
    • 学会等名
      日本農芸化学会2008年度大会(名古屋)
    • 発表場所
      名城大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Cytochrome P450 CYP710A Encodes the Sterol C-22 Desaturase in Plants.2007

    • 著者名/発表者名
      Daisaku Ohta
    • 学会等名
      8th International Meeting Biosynthesis and Function of Isoprenoids in Plants, Microorganisms and Parasites
    • 発表場所
      Strasbourg,France
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケにおけるステロール側鎖不飽和化酵素CYP710Aの同定2007

    • 著者名/発表者名
      森川 智美、嵯峨 寛久、太田 大策
    • 学会等名
      日本農芸化学会2007年度大会(東京)
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] FT-ICR/MSメタボロミクスによる新規酵素反応の探索2007

    • 著者名/発表者名
      辰巳 舞、甲斐 光輔、太田 大策
    • 学会等名
      日本農芸化学会2007年度大会(東京)
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] C22不飽和ステロールが担う植物細胞生理機能に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      嵯峨 寛久、森川 智美、太田 大策
    • 学会等名
      日本農芸化学会2007年度大会(東京)
    • 発表場所
      東京農業大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] FT-ICR/MSメタボロミクスによる桂皮酸モノリグノール経路の多段階酵素反応の同時解析2007

    • 著者名/発表者名
      甲斐 光輔、辰巳 舞、柴田 大輔、金谷 重彦、太田 大策
    • 学会等名
      第48回日本植物生理学会(松山)
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ(Physcomitrell apatens)}こおけるステロール側鎖不飽和化酵素CYP710Aの同定2007

    • 著者名/発表者名
      森川 智美、嵯峨 寛久、太田 大策
    • 学会等名
      第48回日本植物生理学会(松山)
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Cytochromes P450 in Plant Sterol Biosynthesis.2007

    • 著者名/発表者名
      Daisaku Ohta
    • 学会等名
      3rd JSOL symposium (tomato workshop)
    • 発表場所
      かずさアーク
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Cytochrome P450 CYP710A Encodes the Sterol C-22 Desaturase in Plants

    • 著者名/発表者名
      Daisaku, Ohta, Masaharu, Mizutani, Tomomi, Morikawa
    • 学会等名
      8th International Symposium on Cytochrome P450 Biodiversity and Biotechnology
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Metabolic phenotyping and biomarker identification through FT-ICR MS-based metabolomics studies

    • 著者名/発表者名
      Daisaku, Ohta
    • 学会等名
      The 11th IUPAC International Congress of Pesticide Chemistry
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Identification and characterization of CYP710A as the sterol C-22 desaturase in plants

    • 著者名/発表者名
      Daisaku, Ohta, Masaharu, Mizutani, Tomomi, Morikawa
    • 学会等名
      8th International Symposium on Cytochrome P450 Biodiversity and Biotechnology
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Plant cytochromes P450 involved in the biosynthesis of D22-sterols

    • 著者名/発表者名
      Daisaku, Ohta
    • 学会等名
      8th International Meeting: Biosynthesis and Function of Isoprenoids in Plants, Microorganisms and Parasites
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Cytochromes P450 in Plant Sterol Biosynthesis

    • 著者名/発表者名
      Daisaku, Ohta
    • 学会等名
      The 3rd JSOL
    • 発表場所
      Tomato Workshop
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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