| 研究課題/領域番号 |
19H02894
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38040:生物有機化学関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
川出 洋 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20291916)
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| 研究分担者 |
豊増 知伸 山形大学, 農学部, 教授 (60272085)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | テルペン / 植物生理活性物質 / 生合成 / 環化酵素 / シトクロムP450 / Pichia pastoris / diterpene / ent-kaurene / ent-copalyl diphosphate / conifer / biosynthesis / copalyl diphosphate / terpene cyclase / diterpene cyclase / ent-kaurenene / ent-kaurenoic acid / terpene / cyclase / oxidase / Biosynthesis / Diterpenoid / Cytochrome P450 / diterpene synthase / synthetic biochemistry |
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| 研究開始時の研究の概要 |
天然有機化合物の利用は人類の社会をさまざまな面から支えており，新たな生理活性物質創製は人類を含めた地球社会の発展への重要な課題である。物質創製のアプローチとして，生合成を活用した物質生産と有機合成を融合させる［半生合成－半有機合成］は，今後の医農薬等の有用物質の斬新な創出を期待させる。本研究は，植物がもつ複雑精緻なテルペノイドの合成の根幹となるテルペン生合成酵素の変異や機能改変によって，新たな構造や入手困難なテルペン類を生み出す人工テルペン創製酵素を作出し，生命科学分野における生理活性物質や有機材料分野に資する有用テルペン化合物を合成生物学的なアプローチで生み出すことを研究到達点とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究は植物がもつ複雑精緻なテルペノイドの合成の根幹となるテルペン生合成酵素の変異や機能改変によって，新たな構造や入手困難なテルペン類を生み出す人工テルペン創製酵素を作出し，有用テルペン化合物を合成生物学的なアプローチで生み出すことに挑戦した。植物由来ジテルペンの環化酵素研究では、変異導入により機能改変させたジテルペン環化酵素を人為的に作出し，さらに進化速度の遅い植物のRNAseq解析から，新規なジテルペン化合物の生合成に関与する遺伝子を取得した。シトクロムP450研究から，コケ由来のモミラクトン生合成関連遺伝子の機能解析に成功し，モミラクトンＡまでの生合成経路の全容を解明できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
テルペン類は、香料や精油成分をはじめ農学・薬学分野における生理活性物質や工学分野におけるファインケミカルまでさまざまな利用があり，我々人類をはじめ地球上の全ての生物にとって必要不可欠な化合物群として社会でも重要性が認識されている。新たなテルペン類の創製や生理活性を有する新規テルペン類の発見は，地球上での持続的な発展とともに自然保護や環境問題への解決ツールとしても期待されるべきものと考えられる。コケ類でアレロパシー活性を持つモミラクトン生合成の全容解明は，陸上では移動できない植物の生存圏確保の仕組みを理解する基盤となる。植物からの新規なテルペンの発見は，さまざまな分野での応用が期待できる。
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