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薬用植物における機能性含硫黄成分の生合成酵素群の同定とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K07097
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47050:環境および天然医薬資源学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

吉本 尚子  千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (10415333)

研究分担者 浅野 孝  岩手医科大学, 薬学部, 助教 (10552888)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード天然薬用資源 / 植物 / 生合成 / 遺伝子 / 含硫黄成分
研究開始時の研究の概要

ヒガンバナ科のネギ属やツルバギア属、ノウゼンカズラ科のニンニクカズラ属等の薬用植物が生産するシステインスルホキシド誘導体(CSOs)は、癌や循環器系疾患の予防や改善に役立つ含硫黄機能性成分である。本研究では、これら植物が発現する遺伝子群の塩基配列情報の生物情報学的解析と分子生物学的・生化学的手法による機能解析に基づき、CSOsの生産に関与する酵素群を網羅的に同定する。得られた知見は、含硫黄成分の生物生産系の開発に応用する。

研究成果の概要

システインスルホキシド誘導体(CSOs)はヒガンバナ科のネギ属やツルバギア属、ノウゼンカズラ科ニンニクカズラ属等に属する植物が生産する薬学的に重要な機能性含硫黄成分である。本研究では、これらの植物におけるCSOs含有量に影響する外的・内的要因について解析した。その解析結果と、CSOs含有植物の部位別ディープ・トランスクリプトームデータを利用し、CSOsの生合成に関わる酵素遺伝子の候補を探索した。さらに、候補遺伝子のコード領域をクローニングし、異種発現系を用いた機能解析や植物組織別の遺伝子発現量の解析等を行うことで、候補遺伝子のCSOs生合成における役割を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、植物が生産する機能性含硫黄成分であるCSOsについての生合成の分子基盤を明らかにするものである。本研究成果は、人類にとって有用な含硫黄成分の効率的な生物生産系を合成生物学的アプローチによって構築するための基礎的知見として役立つものであり、天然に存在する有用遺伝子資源の探索と活用としての意義がある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Identification of a regiospecific <i>S</i>-oxygenase for the production of marasmin in traditional medicinal plant <i>Tulbaghia violacea</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Jichen Wang, Hideyuki Suzuki, Nanako Nakashima, Mariko Kitajima, Hiromitsu Takayama, Kazuki Saito, Mami Yamazaki, Naoko Yoshimoto
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 39 号: 3 ページ: 281-289

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.22.0619a

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2022-09-25
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The ability of callus tissues induced from three Allium plants to accumulate health-beneficial natural products, S-alk(en)ylcysteine sulfoxides2022

    • 著者名/発表者名
      Naoko Yoshimoto, Takashi Asano, Ayuna Kisanuki, Chihiro Kanno, Machiko Asanuma, Mami Yamazaki, Isao Fujii, Kazuki Saito
    • 雑誌名

      Journal of Natural Medicines

      巻: 76 号: 4 ページ: 803-810

    • DOI

      10.1007/s11418-022-01631-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ヒガンバナ科植物Tulbaghia violaceaの機能性含硫成分マラスミンの生合成に関わるS-酸化酵素の同定2023

    • 著者名/発表者名
      吉本尚子,王吉晨,鈴木秀幸,中嶋なな子,北島満里子,髙山廣光,斉藤和季,山崎真巳
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会(札幌)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ネギ属植物に対するエリシター処理がシステインスルホキシド誘導体の含有量に与える影響の解析2023

    • 著者名/発表者名
      村田夏奈子,木佐貫あゆな,浅野孝,斉藤和季,山崎真巳,吉本尚子
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会(札幌)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ニンニクにおける効率的なカルス誘導法の確立2023

    • 著者名/発表者名
      藤野伊吹,佐藤朱莉,吉本尚子,浅野孝
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会(札幌)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ネギ属植物カルスにおける硫黄二次代謝能の解析2021

    • 著者名/発表者名
      吉本尚子,木佐貫あゆな,浅野孝,藤井勲,斉藤和季
    • 学会等名
      日本生薬学会第67回年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ニンニクのシステインスルホキシド化合物群の生合成に関わる酵素と共発現するグルタチオン-S-転移酵素の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      髙橋あおい,石井梨紗子,鈴木秀幸,松友利暁,中本雅斗,斉藤和季,山崎真巳,吉本尚子
    • 学会等名
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ニンニクのシステインスルホキシド化合物群の生合成におけるグリシル基脱離酵素の同定と機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      小早川奈央,浅野雅代,大岩優海菜,鈴木秀幸,松友利暁,中本雅斗,斉藤和季,山崎真巳,吉本尚子
    • 学会等名
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of an S-oxygenase involved in the biosynthesis of marasmin, an antibacterial component in Tulbaghia violacea2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Jichen, Hideyuki Suzuki, Nanako Nakashima, Mariko Kitajima, Kazuki Saito, Mami Yamazaki, Naoko Yoshimoto
    • 学会等名
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ネギ属植物のカルスにおける硫黄二次代謝能の解析2021

    • 著者名/発表者名
      木佐貫あゆな、浅野孝、藤井勲、斉藤和季、吉本尚子
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ネギ属植物のカルスの誘導と硫黄二次代謝能の解析2021

    • 著者名/発表者名
      木佐貫あゆな、浅野孝、藤井勲、斉藤和季、吉本尚子
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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