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植物二次代謝生合成におけるユニークなラクトン化酵素の分子多様性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05463
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38040:生物有機化学関連
研究機関富山県立大学

研究代表者

野村 泰治  富山県立大学, 工学部, 准教授 (40570924)

研究分担者 加藤 康夫  富山県立大学, 工学部, 教授 (20254237)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード二次代謝 / 生合成 / 酵素 / 分子進化 / チューリッポシド / チューリッパリン / チューリッポシド変換酵素 / カルボキシルエステラーゼ / 植物二次代謝 / 生合成酵素
研究成果の概要

本研究は、植物の属や科を横断して存在する植物二次代謝産物の生合成系がどのような分子進化過程を経て獲得されているのかを明らかにすることを目的とした。主にチューリップの二次代謝産物として知られているチューリッポシド類/チューリッパリン類の生合成系を対象とし、特に、チューリッポシド類をチューリッパリン類へと変換する「チューリッポシド変換酵素」の複数の植物種からの同定と機能解析を行った。その結果、少なくともユリ科チューリップ属に属する同属異種植物におけるPos変換酵素は、共通祖先に存在していた祖先型酵素が種分化に伴って分岐進化することで獲得されたものであることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物二次代謝産物の中には、複数の属や科を横断して存在しているものがある。本研究では、そのような植物二次代謝産物の生合成反応が、進化的起源が同じ酵素によって触媒されているのか、あるいは起源が全く異なる酵素が同一の反応を触媒するように進化したのかを明らかにすることを主要命題とした。本研究で得られた成果は、医薬をはじめとした有用植物二次代謝産物の生合成系を解明する上でも有用な知見となり、将来的にはそのような有用植物二次代謝産物を効率的に生産する技術開発にも資するものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Isolation and identification of tuliposides D and F from tulip cultivars2020

    • 著者名/発表者名
      Taiji Nomura, Shinjiro Ogita, Yasuo Kato
    • 雑誌名

      Zeitschrift fur Naturforschung C

      巻: 75 号: 1-2 ページ: 7-12

    • DOI

      10.1515/znc-2019-0123

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of tuliposide G, a novel glucoside ester-type tuliposide, and its distribution in tulip2020

    • 著者名/発表者名
      Taiji Nomura, Yasuo Kato
    • 雑誌名

      Zeitschrift fur Naturforschung C

      巻: 75 号: 3-4 ページ: 75-86

    • DOI

      10.1515/znc-2019-0176

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substrate specificity of tuliposide-converting enzyme, a unique non-ester-hydrolyzing carboxylesterase in tulip: Effects of the alcohol moiety of substrate on the enzyme activity2019

    • 著者名/発表者名
      Kato Yasuo、Futanaga Takashi、Nomura Taiji
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 29 号: 4 ページ: 664-667

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2018.12.010

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular diversity of tuliposide B-converting enzyme in tulip (Tulipa gesneriana): identification of the third isozyme with a distinct expression profile2018

    • 著者名/発表者名
      Taiji Nomura, Ryo Kuchida, Naoki Kitaoka, Yasuo Kato
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 810-820

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1438170

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-step enzymatic synthesis of 1-tuliposide A using tuliposide-converting enzyme2018

    • 著者名/発表者名
      Nomura Taiji、Ogita Shinjiro、Kato Yasuo
    • 雑誌名

      Applied Biochemistry and Biotechnology

      巻: in press 号: 1 ページ: 12-28

    • DOI

      10.1007/s12010-018-2903-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 植物二次代謝酵素の機能分化:加水分解反応を触媒しないカルボキシルエステラーゼ「チューリッポシド変換酵素」の発見と応用2020

    • 著者名/発表者名
      野村泰治
    • 学会等名
      京都大学生存圏研究所特別講義(植物二次代謝)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] チューリップ原種からのチューリッポシドA変換酵素の精製および性状解析2020

    • 著者名/発表者名
      野村泰治、上田真子、北岡直樹、加藤康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 巨大植物二次代謝酵素の発見:チューリップ原種からのチューリッポシドB変換酵素の精製および性状解析2020

    • 著者名/発表者名
      上田真子、野村泰治、北岡直樹、加藤康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] チューリッポシド変換酵素の基質認識におけるアルコール部位の影響2019

    • 著者名/発表者名
      加藤康夫、二永貴、北岡直樹、野村泰治
    • 学会等名
      第21回生体触媒化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Substrate specificity of tuliposide-converting enzyme, a unique non-ester-hydrolyzing carboxylesterase in tulip: effects of the alcohol moiety of substrate on the enzyme activity2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kato, Taiji Nomura
    • 学会等名
      1st Japan-Germany-Switzerland Workshop for Enzyme Technology and Bioprocess Development
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 巨大植物二次代謝酵素の発見:チューリップ原種からのチューリッポシドB変換酵素の精製および性状解析2019

    • 著者名/発表者名
      上田真子、野村泰治、北岡直樹、加藤康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会 関西・中部支部2019年度合同神戸大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] タケ懸濁細胞における転写調節剤誘導性二次代謝産物の単離、構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      米田朱里、野村泰治、北岡直樹、荻田信二郎、加藤康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会 関西・中部支部2019年度合同神戸大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] チューリップにおけるジアシル型チューリッポシド類の存在2019

    • 著者名/発表者名
      野村泰治、山口航平、荻田信二郎、加藤康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アシル側鎖末端deoxy型基質によるチューリッポシド変換酵素の阻害2019

    • 著者名/発表者名
      二永貴、野村泰治、北岡直樹、加藤康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] チューリッポシド/チューリッパリン類の抗細菌活性の精査2018

    • 著者名/発表者名
      加藤康夫、中川恵蔵、近堂菜月、北岡直樹、野村泰治
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] チューリッポシド変換酵素の基質認識におけるアルコール部位の影響2018

    • 著者名/発表者名
      二永貴、野村泰治、北岡直樹、加藤康夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会中部支部第183回例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物二次代謝酵素の機能分化:加水分解反応を触媒しないエステラーゼ「チューリッポシド変換酵素」の発見と有用物質生産への応用2018

    • 著者名/発表者名
      野村泰治
    • 学会等名
      東北大学大学院工学研究科応用生命化学セミナー「植物特化代謝研究の新潮流」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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