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フェニルエタノイド配糖体の効率的バイオ生産に向けた基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K14788
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38030:応用生物化学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

藤 佑志郎  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別研究員 (90847815)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードフェニルエタノイド配糖体 / 生合成 / アクテオシド / ゴマ / 生合成経路 / バイオ生産
研究開始時の研究の概要

代表的なフェニルエタノイド配糖体であるアクテオシドは多くの薬用植物中に存在し,様々な薬理作用を示すことから,医薬品としての利用が期待されている.しかし,多くの薬用植物中で微量であり,特異的な構造のため化学合成も難しく,生合成機構の詳細も不明であることから,疾病治療のための量産化が大きな課題となっている.
本研究では,アクテオシド生合成機構の解明を目指し,ゴマ培養細胞より見出したアクテオシド生合成候補遺伝子のクローニングを行い,組換え酵素の機能解析による遺伝子同定を行う.さらにゴマ植物体における生合成遺伝子の発現解析を行うことで,生合成に大きく寄与する遺伝子の特定を目指す.

研究成果の概要

フェニルエタノイド配糖体(PhGs)は,C6-C2のグルコース配糖体を基本骨格とした化合物の総称である.代表的なPhGsであるアクテオシドは多くの薬用植物中に存在し,様々な薬理作用を示すことから,医薬品としての利用が期待されているが,量産系が課題である.そこでアクテオシド生合成機構の解明を目的にバイオ生産に向けた検討を行った.その結果,ゴマ培養細胞系とエリシテーションによるアクテオシド誘導生産系を用いたトランスクリプトーム解析により,アクテオシド生合成経路の候補遺伝子を選抜した.さらに,組換えタンパク質を用いた機能解析により,PhGsの骨格形成に重要な配糖体化酵素とアシル化転移酵素を同定した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

フェニルエタノイド配糖体は様々な薬理作用を示し,医薬品としての利用が期待されるものの量産化が課題であった.本研究の遂行により,フェニルエタノイド配糖体の骨格形成に重要な配糖体化酵素やアシル化転移酵素が明らかとなり,バイオ生産に向けた取り組みに大きく貢献できるものと考えられる.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Molecular Identification of UDP-Sugar-Dependent Glycosyltransferase and Acyltransferase Involved in the Phenylethanoid Glycoside Biosynthesis Induced by Methyl Jasmonate in Sesamum indicum L.2023

    • 著者名/発表者名
      Fuji Yushiro、Uchida Kai、Akashi Tomoyoshi、Ohtsuki Takashi、Matsufuji Hiroshi、Hirai Masami Yokota
    • 雑誌名

      Plant And Cell Physiology

      巻: 64 号: 7 ページ: 716-728

    • DOI

      10.1093/pcp/pcad053

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フェニルエタノイド配糖体生合成に関連するゴマ培養細胞中高次配糖体化酵素の解析2024

    • 著者名/発表者名
      藤佑志郎, 松藤寛, 平井優美
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ゴマ培養細胞を用いたフェニルエタノイド配糖体生合成酵素の解析2023

    • 著者名/発表者名
      藤佑志郎, 松藤寛, 平井優美
    • 学会等名
      第 38 回日本ゴマ科学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] エリシテーションにより高発現したゴマ培養細胞中ラムノシル化酵素の解析2023

    • 著者名/発表者名
      藤佑志郎, 松藤寛, 平井優美
    • 学会等名
      第40回日本植物バイオテクノロジー学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] エリシテーションにより高発現したゴマ培養細胞中アシル化酵素の解析2022

    • 著者名/発表者名
      藤佑志郎 , 松藤寛 , 明石智義 , 平井優美
    • 学会等名
      第39回 日本植物バイオテクノロジー学会 (堺)大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ゴマ培養細胞を用いたフェニルエタノイド配糖体生合成におけるアシル化転移酵素遺伝子の単離と解析2022

    • 著者名/発表者名
      藤佑志郎, 松藤寛, 明石智義, 平井優美
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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