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コエンザイムQ10の生合成に関わる新規因子の解析とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K14377
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38020:応用微生物学関連
研究機関新潟大学 (2020)
島根大学 (2018-2019)

研究代表者

西田 郁久  新潟大学, 日本酒学センター, 特任助教 (20784531)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードコエンザイムQ / ユビキノン / 安息香酸 / タンパク質キナーゼA / 炭素源 / 分裂酵母 / p-アミノ安息香酸(PABA) / p-ヒドロキシ安息香酸(PHB) / p-アミノ安息香酸 / p-ヒドロキシ安息香酸 / Coq12 / コエンザイムQ10 / ミトコンドリア / 生合成 / Pka1 / 阻害剤 / PKA1 / グルコース
研究成果の概要

本研究では主に分裂酵母を用い、コエンザイムQ(CoQ)の生合成に関与する未解明の経路や生合成の制御因子(遺伝子や化合物)の同定・解析を試みた。その結果、p-ヒドロキシ安息香酸(PHB)やキノン骨格部分の生合成に関わる新規因子であるCoq12を同定した。また、分裂酵母におけるCoQのキノン骨格部分の原料となる物質を探索したところ、既知のPHBだけではなくp-アミノ安息香酸(PABA) も用いることが明らかとなった。さらに、安息香酸が分裂酵母のCoQ10生合成を顕著に阻害することを見いだした。加えて、炭素源、増殖のフェーズ、cAMP/PKA経路がCoQの生産性に重要な役割を担うことも明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では分裂酵母におけるCoQの代謝調節に関わる新規因子を多数明らかにした。CoQ生合成は生物界に広く保存されているため、本研究の成果は分裂酵母に留まらず多種生物におけるCoQを介したエネルギー産生・抗酸化能の付与などに関する全貌解明への一助となる。また、CoQの欠乏と関連が深いミトコンドリア病、パーキンソン病、心臓病、高血圧、線維筋痛症等の疾患の治療や予防に繋げられる可能性が考えられる。さらに、本研究で同定した因子の活用により、実用酵母を用いたCoQ10の発酵生産性の更なる向上に期待できる。加えて、CoQの新たな代謝調節機構を活用することで、新規な物質生産・発酵生産系の構築にも期待できる。

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

    (49件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 7件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] 臺灣國立交通大學理學院講座(その他の国・地域(中華民國))

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 台湾国立交通大学理学院講座(中華民国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 中華民国/台湾国立交通大学理学院講座(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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] 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] コエンザイムQ10を高生産する酵母の解析と発酵食品への応用2020

    • 著者名/発表者名
      西田郁久
    • 雑誌名

      公益財団法人三島海雲記念財団年次報告書

      巻: 4 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 島根県の特色ある水産物素材中における機能性成分の解析2019

    • 著者名/発表者名
      西田郁久、戒能智宏
    • 雑誌名

      島根大学生物資源科学部平成30年度戦略的機能強化推進経費成果報告書「特産食品機能強化プロジェクト」

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 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2021年度大会
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      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2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 清酒酵母とその周辺について ~これまでの研究と日本酒学への展開~2021

    • 著者名/発表者名
      西田郁久
    • 学会等名
      第2回日本酒学セミナー
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      2020 実績報告書
  • [学会発表] Mitochondria Specific Raman Microspectroscopy of Fission Yeast Cells with Simultaneous Raman/GFP Observation2020

    • 著者名/発表者名
      Nungnit Wattanavichean, Ikuhisa Nishida, Masahiro Ando, Makoto Kawamukai, Tatsuyuki Yamamoto, Hiro-O Hamaguchi
    • 学会等名
      The 7th Asian Spectroscopy Conference (ASC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酵母研究について ~これまでの研究と日本酒学への展開~2020

    • 著者名/発表者名
      西田郁久
    • 学会等名
      第3回日本酒学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 新潟大学日本酒学センターの取り組みについて2020

    • 著者名/発表者名
      西田郁久, 平田大, 鈴木一史, 岸保行
    • 学会等名
      第12回日本醸造学会 若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 安息香酸は分裂酵母のCoQ10生合成を顕著に阻害する2020

    • 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
      第30回イソプレノイド研究会
    • 関連する報告書
      2020 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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [学会発表] CoQ量が極微量である分裂酵母S. japonicusの完全CoQ欠損株が示す表現型の特徴2019

    • 著者名/発表者名
      戒能智宏、楢原拓之、渡子開、西田郁久、川向誠
    • 学会等名
      日本コエンザイムQ協会 第17回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Schizosaccharomyces japonicusにおけるコエンザイムQ合成と役割2019

    • 著者名/発表者名
      戒能智宏、渡子開、楢原拓之、西田郁久、川向誠
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Mitochondria specific Raman microspectroscopy of fission yeast cells with simultaneous Raman/GFP observation2019

    • 著者名/発表者名
      Wattanavichean Nungnit, Ikuhisa Nishida, Masahiro Ando, Makoto Kawamukai, Tatsuyuki Yamamoto, Hiro-o Hamaguchi
    • 学会等名
      Asian Spectroscopy Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母 S. japonicusの CoQ合成と完全 CoQ欠損株の表現型の解析2019

    • 著者名/発表者名
      戒能智宏、楢原拓之、渡子開、西田郁久、川向誠
    • 学会等名
      第 29 回 イソプレノイド研究会例会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母のCoQ10生合成に関わる新規遺伝子coq12の解析2019

    • 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37回 イーストワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母のPos5がCoQ生合成に与える影響の解析2019

    • 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
      酵母遺伝学フォーラム第52回研究報告会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 機能性成分の分析を通した益田市および島根県の生物資源の活用2019

    • 著者名/発表者名
      西田郁久、戒能智宏、 Jumpathong Jomkwan、松尾安浩、川向誠
    • 学会等名
      超異分野学会 益田フォーラム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Coenzyme Q10 production in Schizosaccharomyces pombe is increased by reduction of glucose levels or deletion of pka12019

    • 著者名/発表者名
      Ikuhisa Nishida, Kazumasa Yokomi, Kouji Hosono, Kazuhiro Hayashi, Yasuhiro Matsuo, Tomohiro Kaino, Makoto Kawamukai
    • 学会等名
      10th International Fission Yeast Meeting POMBE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biosynthesis of Coenzyme Q and its role in S. pombe and S. japonicus2019

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kawamukai, Kai Tonoko, Takuyuki Narahara, Ikuhisa Nishida, Tomohiro Kaino
    • 学会等名
      10th International Fission Yeast Meeting POMBE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural variation of fission yeast mitochondria as revealed by simultaneous GFP-Raman spectroscopy.2019

    • 著者名/発表者名
      Wattanavichean Nungnit, Ikuhisa Nishida, Makoto Kawamukai, Tatsuyuki Yamamoto, Hiro-o Hamaguchi
    • 学会等名
      Seventh Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy (TISRS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分裂酵母S. japonicus とS. pombe のCoQ 欠損株を用いた表現型の比較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
      日本農芸化学会中四国支部第54回講演会(例会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] グルコース濃度及びcAMP/PKA経路が分裂酵母におけるコエンザイムQ10の生産性に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      西田 郁久、横見 和誠、細野 耕司、林 和弘、松尾 安浩、戒能 智宏、川向 誠
    • 学会等名
      2019年度日本農芸化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母のCoQ10生合成に関わる新規遺伝子の解析2019

    • 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
      日本コエンザイムQ協会 第16回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 低グルコース及びcAMP/PKA経路が分裂酵母のコエンザイムQ10の生産性に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      西田 郁久、横見 和誠、細野 耕司、林 和弘、松尾 安浩、戒能 智宏、川向 誠
    • 学会等名
      日本生物工学会第4回 西日本支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 低グルコース及びcAMP/PKA経路が分裂酵母におけるCoQ10生産性に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      西田 郁久、横見 和誠、細野 耕司、林 和弘、松尾 安浩、戒能 智宏、川向 誠
    • 学会等名
      第36回 イーストワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母のCoQ10生合成とPos5との関連性2018

    • 著者名/発表者名
      西原 昇瑚、角 陽香、松浦 啓太、柳井 良太、西田 郁久、戒能 智宏、川向 誠
    • 学会等名
      第36回 イーストワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母S. japonicusの完全CoQ欠損株が示す表現型の解析2018

    • 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
      第36回 イーストワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of coenzyme Q species from naturally isolated yeasts and the gene responsible for the isoprenoid side chain modification in Aureobasidium pullulans2018

    • 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2018年度 中四国支部大会(第52回講演会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 低グルコース及びProtein kinase Aが分裂酵母のCoQ10の生産に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      西田 郁久、横見 和誠、細野 耕司、林 和弘、松尾 安浩、戒能 智宏、川向 誠
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第51回研究報告会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural variation of fission yeast mitochondria as revealed by time- and space-resolved Raman spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Wattanavichean Nungnit, Ikuhisa Nishida, Makoto Kawamukai, Tatsuyuki Yamamoto, Hiro-o Hamaguchi
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Raman Spectroscopy
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コエンザイムQ のイソプレノイド鎖を修飾する酵素遺伝子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      Jomkwan Jumpathong、西田 郁久、松尾 安浩、戒能 智宏、川向 誠
    • 学会等名
      第28回 イソプレノイド研究会例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ANALYSIS OF COENZYME Q SPECIES FROM VARIOUS NATURALLY ISOLATED YEASTS AND GENES RESPONSIBLE FOR SIDE CHAIN MODIFICATION2018

    • 著者名/発表者名
      Jomkwan Jumpathong, Ikuhisa Nishida, Kohei Nishino, Yasuhiro Matsuo, Tomohiro Kaino, Makoto Kawamukai
    • 学会等名
      The 9th Conference of the International Coenzyme Q10 Association
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of modified coenzyme Q10 from fungi and investigation of its responsible gene2018

    • 著者名/発表者名
      Jomkwan Jumpathong, Ikuhisa Nishida, Kohei Nishino, Yasuhiro Matsuo, Tomohiro Kaino, Makoto Kawamukai
    • 学会等名
      第59回日本生化学会中国・四国支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] コエンザイムQ10の生合成に関与する新しい遺伝子の発見と機能解析2018

    • 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59回日本生化学会中国・四国支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 島根大学応用微生物学研究室

    • URL

      http://yoshiki.life.shimane-u.ac.jp/

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      2020 実績報告書
  • [備考] 新潟大学日本酒学センター

    • URL

      https://sake.niigata-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 島根大学生命科学科応用微生物学研究室

    • URL

      http://yoshiki.life.shimane-u.ac.jp/

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      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 第86・87回島根大学サイエンスカフェを開催しました

    • URL

      https://www.shimane-u.ac.jp/docs/2019080800057/

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  • [備考] 生物資源科学部の教員、研究員8名が学長へ受賞報告を行いました

    • URL

      https://www.shimane-u.ac.jp/docs/2018060800025/

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      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-08-19  

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