植物糖転移酵素を利用した機能性化合物の糖鎖構築と消化管吸収性の改善

• 研究課題/領域番号: 22590009
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化学系薬学
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 水上 元 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (30128219)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 二次代謝糖転移酵素 / 生物転換 / 配糖体 / 機能性化合物 / 消化管吸収 / 天然機能性化合物 / 糖転移酵素 / 配糖化 / 糖鎖構造 / 酵素合成

研究概要

高等植物の第二次代謝に関する糖転移酵素遺伝子を有効に活用することによって天然機能性化合物の配糖体糖鎖を構築し、消化管吸収性と機能性の改善に結びつけることを目的として実施した。 各種植物から二次代謝糖転移酵素をコードする cDNA を単離し、組換え酵素を用いてその触媒機能を解析した。その結果、アポカロテノイド、プレニルフラノクマリン、イリドイドなどに対する新規糖転移酵素の同定に成功し、それらの有用化合物の代謝工学的手法による生産の土台を提供することが出来た。また、糖転移酵素を用いて生産した各種ケルセチン配糖体の消化管吸収と抗炎症作用を比較することにより、配糖体糖鎖の構造と消化管吸収性との関係について有用な知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Anti-allergic effects of enzymatically modified isoquercitrin (α-oligoglucosyl quercetin 3-O-glucoside), quercetin 3-O-glucoside, α-oligoglucosyl rutin, and quercetin, when administered orally to mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Makino, T., Kanemaru, M., Okuyama, S., Shimizu, R., Tanaka, H., Mizukami, H
  • 雑誌名: J.Nat. Med. 巻: (in press) 号: 4 ページ: 881-886
  • DOI: 10.1007/s11418-013-0760-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] UGT75L6 and UGT94E5 mediate sequential glucosylation of crocetin to crocin in Gardenia jasminoides. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagatoshi, M., Terasaka, K., Owaki, M., Sota, M., Inukai, T., Nagatsu, A., Mizukami, H.
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 586 ページ: 1055-1061
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ UDP-glucose regeneration unravels diverse functions of plant secondary glycosyltransferases. (2012)
  • 著者名/発表者名: Terasaka, K., Mizutani, Y., Nagatsu, A., Mizukami, H.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 586 ページ: 4344-435
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ UDP-glucose regeneration unravels diverse functions of plant secondary product glycosyltransferases (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuyosi Terasaka
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 586 号: 24 ページ: 4344-4350
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2012.10.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] UGT75L6 and UGT94E5 mediate sequential glucosylation of crocetin to crocin in Gardenia jasminoides (2012)
  • 著者名/発表者名: Mai Nagatoshi
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 586 号: 7 ページ: 1055-1061
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2012.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iridoid-specific glucosyltransferase from Gardenia jasminoides. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagatoshi, M., Terasaka, K., Nagatsu, A., Mizukami, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 ページ: 32866-32874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iridoid-specific Glucosyltransferase from Gardenia jasminoides (2011)
  • 著者名/発表者名: Mai Nagatoshi
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 286 ページ: 32866-32874
  • 査読あり
• [学会発表] Improving Intestinal Absorption of Bioactive Natural Products (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Mizukami
  • 学会等名: Workshop on Innovation and Pioneering Technology 2012
  • 発表場所: 神戸市
  • 招待講演
• [学会発表] 植物酵素による糖転移ケルセチンの生産とその消化管吸収特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中和貴(水上 元)
  • 学会等名: フォーラム 2012 衛生薬学・環境トキシコロジー
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] セコロガニン生合成に関与する配糖化酵素の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅田圭祐(水上 元)
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 生駒市
  • 年月日: 2012-08-05
• [学会発表] ハマボウフウ培養細胞由来クマリン配糖体糖鎖伸長酵素の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 犬飼竜徳(水上 元)
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 生駒市
  • 年月日: 2012-08-05
• [学会発表] 植物酵素による糖転移ケルセチンの生産とその消化管吸収特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中和貴(水上 元)
  • 学会等名: 日本食品化学学会第18回総会・学術大会
  • 発表場所: 函館市
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] Improving Intestinal Absorption of Bioactive Natural Products (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Mizukami
  • 学会等名: Workshop on Innovation and Pioneering Technology
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2012-02-18
• [学会発表] 植物酵素による糖転移ケルセチンの生産とその消化管吸収特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中和貴
  • 学会等名: フォーラム2012衛生薬学・環境トキシコロジー
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] 植物酵素による糖転移ケルセチンの生産とその消化管吸収特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中和貴
  • 学会等名: 日本食品化学学会第１８回総会・学術大会
  • 発表場所: 函館市
• [学会発表] Molecular cloning and characterization of an iridoid 1-O-glucosyltransferase involved in secologanin biosynthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Asada (Hajime Mizukami)
  • 学会等名: Phytochemical Society of North America 50th Anniversary Meeting
  • 発表場所: Kohara Coast, Hawaii
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] スイカズラ由来イリドイド配糖化酵素の売離と機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鬼頭 宏和(水上 元)
  • 学会等名: 日本病院薬剤師会東海ブロック・ 日本薬学会東海支部 合同学術大会 2011
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] スイカズラ由来イリドイド配糖化酵素の賣離と機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鬼頭宏和
  • 学会等名: 日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2011
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] ニチニチソウ由来イリドイド生合成新規配糖化酵素の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浅田 圭祐(水上 元)
  • 学会等名: 第29回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] ハマボウフウ由来クマリン配糖化酵素のクローニングと機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺坂 和祥(水上 元)
  • 学会等名: 第29回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Production of Bioactive Glycosides Using Plant GlycosyltransferasePlant and Animal Genome XIX (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上 元
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2011-01-17
• [学会発表] Production of Bioactive Glycosides Using Plant Glycosyltransferase (2011)
  • 著者名/発表者名: 水上元
  • 学会等名: Plant and Animal Genome XIX
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2011-01-17
• [学会発表] クチナシ培養細胞由来 crocetin 配糖化酵素の単離と機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 寺坂和祥(水上 元)
  • 学会等名: 第28回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] クチナシ培養細胞由来crocetin配糖化酵素の単離と機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 寺坂和祥(水上元)
  • 学会等名: 第28回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] 植物イリドイド配糖化酵素における基質特異性制御部位の探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永利麻衣(水上 元)
  • 学会等名: 第28回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] In situ UDP-glucose再生系の存在下での二次代謝糖転移酵素の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水谷優希(水上 元)
  • 学会等名: 第28回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-09-02
• [備考]
  • URL: http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/syg/index.html