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植物ポリケタイド生合成工学による分子多様性の創出

研究課題

研究課題/領域番号 19310145
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 生物分子科学
研究機関静岡県立大学

研究代表者

野口 博司  静岡県立大学, 薬学部, 教授 (60126141)

研究分担者 阿部 郁朗  静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (40305496)
梅原 薫  静岡県立大学, 薬学部, 講師 (40185070)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2008年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2007年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
キーワードchalcone synthas / Hopene synthase / polyketide / squalene / Rheum palmatum / aloesone / flavoncid / chalcone synthase / flavonoid
研究概要

薬用植物アロエ(Aloe arborescens)より、申請者がこれまでに単離したペンタケタイドクロモン合成酵素(PCS)やオクタケタイド合成酵素(OKS)のフェニルアラニン等に加えて、新たに222番目のアスパラギンをグリシンに置換することにより、デカケタイドの生成に成功した。さらに活性キャビティーの側壁を構成する204番目のスレオニンをアラニンに変換することで、マロニル縮合数をウンデカケタイドに拡張することに成功した。204番目をさわらず、側壁と底面の角に位置する66番目のフェニルアラニンをロイシンに置換すると、ドデカケタイドが生成し、OKSの縮合数を、8から10、11、12まで拡張することに成功した。これらはいずれも放線菌のI,II型ポリケタイド合成酵素の最小構成単位で生産される産物であり、誠に興味深い。ウコン(Curcuma longa)、チョウセンアサガオ(Datura stramonium)などをはじめとする薬用植物より、CHSとの相同性に基づくPCRクローニングを行い、クルクミンなどジアリルヘプタイド、また、トロピノンなどのアルカロイドといった植物生理活性二次代謝産物の生合成において、さらなる新たな機能を有するIII型PKS酵素が関与する可能性を探索した結果。クルクマよりはクルクミン生合成酵素に関わるとみられる遺伝子群がクローニングされた。これらはジアリルヘプタイドを生成した。中国では抗アルツハイマー薬資源として期待されているトウゲシバ(Huperzias errata)由来のカルコン合成酵素にインドリールアクリルCoAを適用し新しいアルカロイド骨格の創出に成功した。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Novel type III polyketide synthases from Aloe arborescens2009

    • 著者名/発表者名
      Y, Mizuuchi, S. -P. Shi, K. Wanibuchi, A. Kojima, H. Morita, H. Noguchi, I. Abe
    • 雑誌名

      FEBS Journal 276

      ページ: 2391-2401

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enzymatic Formation of Unnatural Novel Chalcone, Stilbene, and Benzophenone Scaffolds by Plant Type III Polyketide Synthase.2009

    • 著者名/発表者名
      S. P. Shi, K. Wanibuchi, H. Morita, K. Endo, H. Noguchi, I. Abe
    • 雑誌名

      Organic. lett. 10

      ページ: 551-554

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure function analysis of novel type III polyketide synthases from Arabidopsis thaliana.2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Mizuuchi, Y. Shimokawa, K. Wanibuchi, H. Noguchi, I. Abe
    • 雑誌名

      Biol. Pharm. Bull. 31

      ページ: 2205-2210

    • NAID

      110007005016

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enzymatic Synthesis of Plant Polyketides2008

    • 著者名/発表者名
      S. P. Shi, H. Morita, K. Wanibuchil, Y. Mizuuchil, H. Noguchi, I. Abe
    • 雑誌名

      Current Organic Synthesis 5

      ページ: 250-266

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-Based Engineering of a Plant Type III Polyketide Synthase: Formation of an Unnatural Nonaketide Naphthopyrone2007

    • 著者名/発表者名
      I. Abe, H. Morita, S. Oguro, H. Noma, K. Wanibuchi, N. Kawahara, Y. Goda, H. Noguchi, and T. Kohno
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129,

      ページ: 5976-5980

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An acridone-producing novel multifunctional type III polyketide synthase from Huperzia serrata2007

    • 著者名/発表者名
      K. Wanibuchi, P. Zhang, T. Abe, H. Morita, T. Kohno, G. Chen, H. Noguchi, I. Abe
    • 雑誌名

      FEBS J., 274(4)

      ページ: 1073-1082

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Insight into Chain-Length Control and Product Specificity of Pentaketide Chromone Synthase from Aloe arborescens2007

    • 著者名/発表者名
      H. Morita, S. Kondo, S. Oguro, H. Noguchi, S. Sugio, I. Abe, and T. Kohno
    • 雑誌名

      Chemistry & Biology, 14,

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 結晶構造に基づくアロエ由来ポリケタイド合成酵素の機能改変2008

    • 著者名/発表者名
      鰐渕清史, 野口博司, 阿部郁朗
    • 学会等名
      第54回日本薬学会東海支部大会講演要旨集、p. 32
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-07-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] セイヨウオトギリソウ由来ポリケタイド合成酵素の機能解析2008

    • 著者名/発表者名
      下川良彦, 野口博司, 阿部郁朗
    • 学会等名
      第54回日本薬学会東海支部大会講演要旨集、p. 40
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-07-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Engineered Biosynthesis of Plant Polyphenols2008

    • 著者名/発表者名
      Ikuro Abe
    • 学会等名
      4 th Japan-Korea-China Joint Seminar on Pharmacognosy, “The Trend of Herbal Medicines in Health Functional Sources for Aging Delay Agents"
    • 発表場所
      Kangnung, Korea
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Structure of a Plant Type III Polyketide Synthase that Produce Benzalacetone2008

    • 著者名/発表者名
      H. Morita, M. Tanio, S. Kondo, R. Kato, K. Wanibuchi, H. Noguchi, S. Sugio, I. Abe, T. Kohno
    • 学会等名
      5th International Conference on Plant Metabolomics
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 植物由来新規III型ポリケタイド合成酵素の結晶構造の解明と機能改変2007

    • 著者名/発表者名
      森田洋行、鰐渕清史、近藤伸、小黒聡史、野間久史、野口博司、杉尾成俊、河野俊之、阿部郁朗
    • 学会等名
      第49回 天然有機化合物討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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