微生物による多様な新規クルクミン代謝の解明

• 研究課題/領域番号: 20H02946
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38060:応用分子細胞生物学関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 橋本 義輝 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (00323254)
• 研究分担者: 小林 達彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70221976)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 微生物 / 酵素

研究開始時の研究の概要

クルクミンは抗酸化作用や抗がん作用等、種々の生理活性を示す化合物で、サプリメントとしてもよく知られている。我々はクルクミン代謝経路がそれぞれ異なる微生物の単離に成功しており、本研究ではそれら微生物の持つ多様な代謝経路を化合物・酵素・遺伝子レベルで解明することを目的とする。さらに、本研究によって明らかにする代謝中間化合物の大量物質生産系を構築し、それら化合物の生産を目指す。

研究成果の概要

クルクミンはカレーの黄色色素として知られており、ターメリック（ウコン）に含まれ抗酸化作用や抗がん作用等の種々の生理活性を示す化合物であるが、クルクミン代謝に関わる酵素の発見および諸性質の解明は我々の発見した大腸菌由来の酵素のみであった。
本研究では、大腸菌由来の代謝酵素とは異なる変換反応を行う代謝経路をもつ複数の微生物から、代謝中間化合物や代謝に関わる酵素をそれぞれ解析し、微生物のもつ多様な代謝経路の一部を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

クルクミンの代謝経路・代謝酵素はほぼ未解明の状況であり、本研究により自然界には多様なクルクミン代謝経路の存在が判明しつつある。それらを明らかにする本研究は微生物による天然物代謝系研究分野など基礎的研究の見地で意義深い。
クルクミン自身も生理活性作用をもつが、その代謝産物がさらに強い生理活性作用を示すことが知られている。未知のクルクミン代謝経路や代謝酵素が明らかとなれば、それらを利用した代謝中間化合物の新規生産法の確立が可能であり、応用的見地からも意義深い。