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ムラサキが生産する脂溶性二次代謝産物の生合成および排出機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05825
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38030:応用生物化学関連
研究機関信州大学

研究代表者

高梨 功次郎  信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (10632119)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードシコニン / アシル基転移酵素 / アルカニン / ムラサキ / 二次代謝産物
研究開始時の研究の概要

薬用植物ムラサキが生産する脂溶性二次代謝産物のシコニン誘導体は高い生理活性を有する。このシコニン生合成経路の全容は明らかになっていない。我々は最近、シコニン誘導体生合成経路の最終反応段階であるアセチル化反応を触媒するアシル基転移酵素 (LeOAT) を世界に先駆けて見出した。本研究では LeOAT の機能解析を行うことで、長らく未解明であったシコニン生合成経路を解明する。

研究成果の概要

薬用植物ムラサキの根は紫根と呼ばれ、創傷治癒促進活性を有する。本研究ではこの薬効の主活性成分であるアセチルシコニンを生成する酵素LeSAT1を見出した。LeSAT1はシコニンにアセチル基を付加する酵素である。さらに本研究では、シコニンの鏡像異性体であるアルカニンにアセチル基を付加するLeAAT1も見出し、LeSAT1と合わせてその特性を解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ムラサキを含むムラサキ科植物の数種は多様なシコニン・アルカニン誘導体を生産する。その種類と組成は種ごとに異なり、主にアシル基の構造の違いによる多様性が大きい。本研究において、アシル基を付加する酵素を見出したことから、本酵素のムラサキ科植物におけるオルソログを取得することが出来れば、多様なシコニン・アルカニン誘導体を創出するための基盤を構築することが出来る。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Two BAHD Acyltransferases Catalyze the Last Step in the Shikonin/Alkannin Biosynthetic Pathway2020

    • 著者名/発表者名
      Haruka Oshikiri, Bunta Watanabe, Hirobumi Yamamoto, Kazufumi Yazaki, Kojiro Takanashi
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 184 号: 2 ページ: 753-761

    • DOI

      10.1104/pp.20.00207

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] シコニン/アルカニン生合成経路で働くデオキシシコニン水酸化酵素の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      大塚峻、市野琢爾、吉村和貴、李豪、山本浩文、矢崎一史、高梨功次郎
    • 学会等名
      農芸化学会2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ムラサキ科におけるシコニン・アルカニンアシル基転移酵素の分子進化2022

    • 著者名/発表者名
      押切春佳、李豪、眞辺美咲、山本浩文、矢崎一史、高梨功次郎
    • 学会等名
      農芸化学会2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ムラサキのシコニン・アルカニン類縁体生産におけるアシル基転移酵素の機能分化2021

    • 著者名/発表者名
      押切春佳,李豪,渡辺文太,山本浩文,矢崎一史,高梨功次郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] シコニン/アルカニン生合成経路で働く geranylhydroquinone 水酸化酵素の基質特異性2021

    • 著者名/発表者名
      吉村和貴,渡辺文太,中川友喜美,矢崎一史,高梨功次郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] シコニンおよびアルカニン類縁体を生成するアシル基転移酵素の解析2020

    • 著者名/発表者名
      押切春佳,渡辺文太,山本浩文,矢崎一史,高梨功次郎
    • 学会等名
      第30回イソプレノイド研究会例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ムラサキにおけるシコニン・アルカニンアシル基転移酵素の機能分化2020

    • 著者名/発表者名
      押切春佳、李豪、渡辺文太、山本浩文、矢崎一史、高梨功次郎
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ムラサキのシコニン生合成に関与する Cytochrome P450 の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      吉村和貴、中川友喜美、渡辺 文太、矢崎 一史、高梨 功次郎
    • 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] ムラサキのシコニン・アルカニン類縁体生合成に関与する立体特異的なアシル基転移酵素の解析2019

    • 著者名/発表者名
      押切春佳、渡辺文太、山本浩文、矢崎一史、高梨功次郎
    • 学会等名
      第37回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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