活性酸素の非酵素反応が関与するテルペノイド系天然物生合成

• 研究課題/領域番号: 19K22273
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分38:農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 佐藤 努 新潟大学, 自然科学系, 教授 (80334655)
• 研究分担者: 岡田 正康 新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (00626492) ; 須原 義智 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (30297171) ; 廣田 佳久 芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (70724277)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: テルペノイド / イソプレノイド / 生合成 / 活性酸素 / ビタミンK / 非酵素

研究開始時の研究の概要

天然物生合成の包括的な理解には，酵素系のみならず，「非酵素」系の解析と理解が必要であるが，ゲノムからのアプローチは，本研究の主題となる「非酵素」が関与する経路の解析には適用することができない。本研究では，テルペノイド系天然物の生合成における非酵素系の関与を明らかにすることによって，これまで手付かずであった「非酵素」を含む包括的なテルペン生合成の新たな図式を描くことに挑戦する。本研究は、新規天然物・新しい経路の発見や新規物質の生物合成を促進し、天然物の概念を「非酵素」生合成を含んだものへ変革する。

研究成果の概要

「非酵素」系が関与する生合成は，天然物の中で最も数が多いテルペノイド系ではほとんど知られていない。本研究では，テルペノイド系天然物の生合成における非酵素系の関与を明らかにすることによって，これまで手付かずであった「非酵素」を含む包括的なテルペン生合成の新たな図式を描くことに挑戦した。それにより、「酵素」が行うような厳密な「非酵素」反応を詳細に解析した。また、「非酵素」で生合成される，ヒトに有益な生理活性天然物を見つけることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

活性酸素による「非酵素」反応は，天然物の「分解」として捉えられ，「生合成」という認識が極めて少ないのが現状である。本研究で「非酵素生合成」の概念を確固たるものにすることによって，新規天然物および新しい経路の発見を促進することが期待される。ポストゲノム解析として酵素の網羅的解析が世界中で活発に行われているが，ゲノムでは分からない「非酵素」の解析も重要であることを示すこととなることが期待される。