代謝酵素複合体形成を介する花色発現・制御の解析

• 研究課題/領域番号: 21310135
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中山 亨 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80268523)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2011年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2010年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2009年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
• キーワード: メタボロン / フラボノイド / 酵素間相互作用 / キンギョソウ / フラボン / アント シアニン / オーロン / 代謝 / 酵素 / 相互作用 / アントシアニン / 花色発現 / 二次代謝 / 代謝複合体 / タンパク質間相互作用 / BAHDファミリー / シトクロムP450 / カルコン合成酵素 / カルコンイソメラーゼ

研究概要

キンギョソウの花色発現に関わるフラボノイド(アントシアニン・フラボン・オーロン)生合成関連酵素間の相互作用を酵母ツーハイブリッド法やBimolecularfluorescencecomplementation法などの各種の方法で解析した.その結果,キンギョソウ花弁細胞内でフラボンとアントシアニンの生合成酵素群が代謝酵素複合体を形成し,オーロン生合成関連酵素と空間的かつ機能的に仕分けられていることが強く示唆された.

研究成果

• [雑誌論文] Transcription analyses of GmICHG, a gene coding for a β-glucosidase that catalyzes the specific hydrolysis of isoflavone conjugates in Glycine max (L.) Merr (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoo, D.C., Hara, T., Fujita, N., Waki, T., Noguchi, A., Takahashi, S., Nakayama, T.
  • 雑誌名: Plant Sci 巻: 208 ページ: 10-19
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.plantsci.2013.03.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification, gene cloning, and biochemical characterization of a β-glucosidase capable of hydrolyzing sesaminol triglucoside from Paenibacillus sp. KB0549 (2013)
  • 著者名/発表者名: Nair, A., Kuwahara, A. Nagase, A. Yamaguchi, H. Yamazaki, T., Hosoya, M., Omura, A., Kiyomoto, K., Yamaguchi, M., Shimoyama, T., Takahashi, S., and Nakayama, T.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 8 号: 4 ページ: e60538-e60538
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0060538
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysisof UDP-glucuronic acid :flavonol-3-O-glucuronosyltransferase (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizohata, E., Okuda, T., Hatanaka, S., Nakayama, T., Horikawa, M., Nakayama, T., Ono, E., and Inoue, T.
  • 雑誌名: (VvGT5) from the grapevine Vitis vinifera. Acta Cryst 巻: F69 号: 1 ページ: 65-68
  • DOI: 10.1107/s1744309112045095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of 3,5,3′,4′-Tetrahydroxy-trans-stilbene-4′-O-b-D-glucopyranoside by Glucosyltransferases from Phytolacca americana (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Iwakiri
  • 雑誌名: Natural Product Communications 巻: 8 ページ: 119-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription analyses of GmICHG, a gene coding for a b-glucosidase that catalyzes the specific hydrolysis of isoflavone conjugates in Glycine max (L.) Merr (2013)
  • 著者名/発表者名: DongChan Yoo
  • 雑誌名: Plant Science 巻: 208 ページ: 10-19
  • DOI: 10.1016/j.plantsci.2013.03.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] メタボロン…植物二次代謝工学におけるインパクト (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山亨*・兪東燦・高橋征司
  • 雑誌名: 生物工学 巻: 90 ページ: 576-581
  • NAID: 110009517335
• [雑誌論文] Synthesis of3,5,3′,4′-tetrahydroxy- trans-stilbene-4′-O-β-D-glucopyranoside by glucosyltransferases from Phytolacca Americana Nat (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwakiri, T., Imai, H., Hamada H., Nakayama, T. and Ozaki, S.
  • 雑誌名: Prod. Commun 巻: 8 ページ: 119-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification, characterization, and primary structure of a novel N-acyl-D-amino acid amidohydrolase from Microbacterium natoriense TNJL143-2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Liu, J., Asano, Y., Ikoma, K., Yamashita, S., Hirose, Y., Shimoyama, T., Takahashi, S., Nakayama, T. and Nishino, T.
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioengin 巻: 114 号: 4 ページ: 391-397
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.05.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regioselective glucosidation of trans-resveratrol in Escherichia coli expressing glucosyltransferase from Phytolacca americana (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Ozaki
  • 雑誌名: Biotechnol Lett 巻: 34 号: 3 ページ: 475-481
  • DOI: 10.1007/s10529-011-0784-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative analyses of the behavior of exogenously added bacteria during an acidulocomposting process (2012)
  • 著者名/発表者名: Takatoshi Suematsu
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 114 号: 1 ページ: 70-72
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.02.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic removal of acetaldehyde in saliva by a Gluconobacter strain (2012)
  • 著者名/発表者名: Haruhiko Yamaguchi
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 114 号: 3 ページ: 268-274
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.04.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物フラボノイドグリコシルトランスフェラーゼ：分子系統学と特異性発現機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山 亨
  • 雑誌名: 酵素工学ニュース 巻: 67 ページ: 6-10
• [雑誌論文] Functional Differentiation of the Glycosyltransferases That Contribute to the Chemical Diversity of Bioactive Flavonol Glycosides in Grapevines (2010)
  • 著者名/発表者名: Ono, E., Homma, Y., Horikawa, M., Kunikane-Doi, S., Imai, H., Takahashi, S., Kawai, Y., Ishiguro, M., Fukui, Y., Nakayama,T
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 22 ページ: 2856-2871
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of tetraketide lactones by mutated Antirrhinum majus chalcone synthases (AmCHS1) (2010)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Hatayama, et al
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 107 ページ: 235-239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional Differentiation of the Glycosyltransferases That Contribute to the Chemical Diversity of Bioactive Flavonol Glycosides in Grapevine (Vitis vinifera L.) (2010)
  • 著者名/発表者名: Eiichiro Ono, et al
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 22 ページ: 2856-2871
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of tetraketide lactones by mutated Antirrhinum majus chalcone synthases(AmCHS1) (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hatayama, et al.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of mutagenesis at the region upstream from the G(Q/E) motif of three types of geranylgeranyl diphosphate synthase on product chain-length (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Noike, et al.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 107 ページ: 235-239
  • 査読あり
• [雑誌論文] New role of flavin as a general acid-base catalyst with no dedox function in type 2 isopentenyl-diphosphate isomerase (2009)
  • 著者名/発表者名: Unno, H., Yamashita, S., Ikeda, Y., Sekiguchi, S., Yoshida, N., Yoshimura, T., Kusunoki,M., Nakayama, T. Nishino, T., Hemmi, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 284 号: 14 ページ: 9160-9167
  • DOI: 10.1074/jbc.m808438200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local differentiation of sugar donor speciocity of flavonoid glycosyltransferase in Lamiales (2009)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, A., Horikawa, M., Fukui, Y., Fukuchi-Mizutani, M., Iuchi-Okada, A., Ishiguro, M., Kiso, Y., Nakayama, T., Ono, E.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 21 ページ: 1556-1572
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Role of Flavine as a General Acid-Base Catalyst with No Redox Function in Type 2 Isopentenyl-Diphosphate Synthase (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Unno, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 284 ページ: 9160-9167
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yonekura-Sakakibara, et al.
  • 雑誌名: Anthocyanins : Biosynthesis, Functions, and Applications.(Springer) ページ: 169-190
• [学会発表] Purification, gene cloning, and biochemical characterization of a β-Glucosidase capable of hydrolyzing sesaminol triglucoside from Paenibacillus sp. Strain KB0549 (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, T
  • 学会等名: 6th Japan-Finland Biotechnology Symposium 2012
  • 発表場所: 東北学院大学土 樋キャンパス(仙台市)
• [学会発表] ブドウのフラボノール3位グリコシルトランスフェラーゼにおける糖供与体特異性の進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山亨
  • 学会等名: 日本応用酵素協会第37回研究発表会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] ブドウの生理活性フラボノイド配糖体の生合成に関わる糖転移酵素(GT)の機能進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山亨
  • 学会等名: 第426回ビタミンB研究協議会
  • 発表場所: 大津(ピアザ淡海)
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] キンギョソウにおける花色発現の代謝戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山亨
  • 学会等名: 日本生化学会シンポジウム「植物の高次機能を司る機能性低分子化合物」
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 多様な生物に見られるユニークな代謝と酵素:機能・進化解析と応用への展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山亨
  • 学会等名: ダイズイソフラボン生合成酵素群にみられるユニークな代謝と酵素日本農芸化学会シンポジウム
  • 発表場所: 京都女子大学(京都市)
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 黄色フラボノイド オーロンの生合成経路の解明と花色改変技術への利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山亨
  • 学会等名: 園芸学会公開シンポジウムIII園芸植物の品質特性(色,香り,生体防御)の代謝生理
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2010-09-19
• [学会発表] 酵素・タンパク質のユニークな活性調節機構と機能発現の新展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山亨
  • 学会等名: 植物グリコシルトランスフェラーゼの機能進化.日本農芸化学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] バイオで開く21世紀の科学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山亨
  • 学会等名: 黄色い花もいかが?～酵素ハンティングと花色改変～日本化学会東北支部地区講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] Comparative biochemistry of plant glucuronosyltransferase (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama
  • 学会等名: JAPAN-ITALY SYMPOSIUM : New Trends in Enzyme Science and Technology
  • 発表場所: ナポリ(イタリア)
  • 年月日: 2009-10-27
• [学会発表] Comparative biochemistry of plant glucuronosyltransferases. Italy-Japan Sympojium (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, T
  • 学会等名: New Trends in Enzyme Science and Technology
  • 発表場所: イタリアナポリ
• [学会発表] 植物におけるグルクロノシル化反応の比較生化学第2回博多シンポジウム (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山亨
  • 学会等名: 内外環境と生物応答
  • 発表場所: 博多
• [学会発表] Comparative studies on biochemistry and phylogenetics of three glucuronosyltransferases involved in anthocyanins andrelated flavonoids (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, T
  • 学会等名: 5th International Workshop on Anthocyanins,2009 in Japan
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] ダイズイソフラボン生合成酵素群にみられる ユニークな代謝と酵素
  • 著者名/発表者名: 中山 亨
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [学会発表] ダイズイソフラボン生合成系酵素群の局在性と 酵素間相互作用
  • 著者名/発表者名: 中山 亨
  • 学会等名: 酵素補酵素研究会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Paenibacillus sp. KB0549株の セサミノールトリグルコシド分解酵素 精製，遺伝子クローニング，キャラクタリゼーション
  • 著者名/発表者名: 中山 亨
  • 学会等名: 食品酵素化学研究会 第12回学術講演会
  • 発表場所: 盛岡
• [学会発表] Purification, gene cloning, and biochemical characterization of a β-Glucosidase capable of hydrolyzing sesaminol triglucoside from Paenibacillus sp. Strain KB0549
  • 著者名/発表者名: Toru Nakayama
  • 学会等名: 6th Japan-Finland Biotechnology Symposium 2012
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [学会発表] キンギョソウにおけるメタボロンを介する フラボノイド生合成に関する研究
  • 著者名/発表者名: 中山 亨
  • 学会等名: 植物生理学会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] フラボノイドアグリコンの合成・修飾・脱修飾を介する植物の環境応答制御
  • 著者名/発表者名: 中山 亨
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度（仙台）大会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [図書] Handbook of Proteolytic Enzymes, 3rd Edition (2013)
  • 著者名/発表者名: Toru Nakayama
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: Elsevier
• [図書] ひらく、ひらく「バイオの世界」―14 歳からの生物工学入門 (2012)
  • 著者名/発表者名: 日本生物工学会（中山 亨）
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 工学系のための生化学（第６章） (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山 亨
  • 総ページ数: 29
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 酵素利用技術体系 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山亨, 他
  • 出版者: エヌティーエス