液胞内における二次代謝化合物の糖修飾機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23370016
• 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: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 小関 良宏 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50185592)
• 研究分担者: 太田 大策 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (10305659) ; 佐々 木伸大 (佐々木 伸大) 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 助教 (80422088)
• 連携研究者: 養王田 正文 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50250105)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013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); 2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2011年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
• キーワード: アントシアニン / 配糖化酵素 / アシル化酵素 / 液胞 / Zwitter donor / p-hydroxybenzyl-glucose / デルフィニウム / Delphinium grandiflorum / シロイヌナズナ / アシルグルコース / glycoside hydrolase family 1 / シネラリア / アガパンサス / アシル-グルコース

研究概要

アントシアニン修飾に関わる液胞型アシル-グルコース依存型配糖化酵素について、単子葉植物のアガパンサスにおいて機能していること、またシロイヌナズナの紅葉においてアシル化されたアントシアニン分子の最終ステップの配糖化に機能していることを明らかにし、この配糖化反応が植物界に一般的であることを示した。またデルフィニウム萼片において、p-hydroxybenzyl-glucose が液胞内において配糖化酵素およびアシル化酵素の基質として一物二役の役割を果たしていることから Zwitter donor という新しい概念を呈示した。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of the glucosyltransferase gene that supplies the p-hydroxybenzoyl-glucose for 7-polyacylation of anthocyanin in delphinium (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishizaki, Y., Sasaki, N., Yasunaga, M., Miyahara, T., Okamoto, E., Okamoto, M., Hirose, Y. Ozeki, Y.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: (in press) 号: 9 ページ: 2495-2506
  • DOI: 10.1093/jxb/eru134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence variations in the <i>flavonoid 3&#8242;,5&#8242;-hydroxylase</i> gene associated with reddish flower phenotypes in three delphinium varieties (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyagawa, N., Nishizaki, Y., Miyahara, T., Okamoto, M., Hirose, Y., Ozeki, Y. and Sasaki, N.
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 31 号: 1 ページ: 83-87
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.13.1203c
  • NAID: 130003391367
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence Analysis of the Genome of Carnation (Dianthus caryophyllus L.) (2013)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Yagi, Shunichi Kosugi, Hideki Hirakawa et al.(他24名)
  • 雑誌名: DNA Research 巻: (Epub ahead of print) 号: 3 ページ: 231-241
  • DOI: 10.1093/dnares/dst053
  • 査読あり
• [雑誌論文] p-Hydroxybenzoyl-glucose is a Zwitter donor for the biosynthesis of 7-polyacylated anthocyanin in delphinium (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishizaki, Y., Yasunaga, M., Okamoto, E., Okamoto, M., Hirose, Y., Yamaguchi, M., Ozeki, Y. Sasaki, N.
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 25 号: 10 ページ: 4150-4156
  • DOI: 10.1105/tpc.113.113167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent advances in understanding the anthocyanin modification steps in carnation flowers (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, N., Matsuba, Y., Abe, Y., Okamura, M., Momose, M., Umemoto, N., Nakayama, M., Itoh, Y. and Ozeki, Y
  • 雑誌名: Sci. Hortic. 巻: 163(1) ページ: 37-45
  • DOI: 10.1016/j.scienta.2013.07.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice Os9BGlu31 is a transglucosidase with the capacity to equilibrate phenylpropanoid, flavonoid, and phytohormone glycoconjugates (2013)
  • 著者名/発表者名: Luang, S., Cho, J., Mahong, B., Opassiri, R., Akiyama, T., Phasai, K., Komvongsa, J., Sasaki, N., Hua, Y., Matsuba, Y., Ozeki, Y., Jeon, J. -S., Ketudat Cairns, J. R
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288(14) 号: 14 ページ: 10111-10123
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.423533
  • 査読あり
• [雑誌論文] An active hAT transposable element causing bud mutation of carnation by insertion into flavonoid 3'-hydoroxylase gene (2013)
  • 著者名/発表者名: Momose, M., Nakayama, M., Itoh, Y., Umemoto, N., Toguri, T. and Ozeki, Y
  • 雑誌名: Mol. Gen. Genomics 巻: 288(3) 号: 3-4 ページ: 175-184
  • DOI: 10.1007/s00438-013-0742-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acyl-glucose-dependent glucosyltransferase catalyzes the final step of an thocyanin formation in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Taira Miyahara
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 巻: 170(6) 号: 6 ページ: 619-624
  • DOI: 10.1016/j.jplph.2012.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reverted glutathione <i>S</i>-transferase-like genes that influence flower color intensity of carnation (<i>Dianthus caryophyllus</i> L.) originated from excision of a transposable element (2013)
  • 著者名/発表者名: Momose, M., Itoh, Y., Umemoto, N., Nakayama, M. and Ozeki, Y.
  • 雑誌名: Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 63 号: 4 ページ: 435-440
  • DOI: 10.1270/jsbbs.63.435
  • NAID: 130004146407
  • ISSN: 1344-7610, 1347-3735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossbreeding of a metallic color carnation and diversification of the peculiar coloration by ion-beam irradiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamura, M., Nakayama, M., Umemoto, N., Cano, E. A., Hase, Y., Nishizaki, Y., Sasaki, N. and Ozeki, Y.
  • 雑誌名: Euphytica 巻: 191 号: 1 ページ: 45-56
  • DOI: 10.1007/s10681-012-0859-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of the salt tolerance and environmental biosafety of Eucalyptus camaldulensis harboring a mangrin transgene. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yu, X., A. Kikuchi, T. Shimazaki, A. Yamada, Y. Ozeki, E. Matsunaga, H. Ebinuma, K. N. Watanabe
  • 雑誌名: J. Plant. Res. 巻: 126 号: 1 ページ: 141-150
  • DOI: 10.1007/s10265-012-0503-9
  • NAID: 10031145623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of an acyl-glucose-dependent anthocyanin 7-0-glucosyltransferase from the monocot Agapanthus africanus (2012)
  • 著者名/発表者名: Taira Miyahara
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 巻: 169 号: 13 ページ: 1321-1326
  • DOI: 10.1016/j.jplph.2012.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the <i>glutathione</i> S-<i>transferase</i> gene responsible for flower color intensity in carnations (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, N., Nishizaki, Y., Uchida, Y., Wakamatsu, E., Umemoto, N., Momose, M., Okamura, M., Yoshida, H., Yamaguchi, M., Nakayama, M., Ozeki, Y. and Itoh, Y
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 29 号: 3 ページ: 223-227
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.12.0120a
  • NAID: 10030804543
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of sodium stearoyl lactylates in foods using HPLC after derivatization with 2-nitrophenyl hydrazine. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mikawa, T.
  • 雑誌名: Jpn. J. Food Chem. Safety 巻: 19 ページ: 178-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of signal enhancement techniques using DNA microarrays for screening GM crops. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito, A.
  • 雑誌名: Jpn. J. Food Chem. Safety 巻: 19 ページ: 141-148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of volatile halogenated compounds in fresh-cut cabbage treated with sodium hypochlorite. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kubota, H.
  • 雑誌名: Jpn. J. Food Chem. Safety 巻: 19 ページ: 94-103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterologous expression of a plant RelA-SpoT homologue results in increased stress tolerance in Saccharomyces cerevisiae by accumulation of the bacterial alarmone ppGpp (2012)
  • 著者名/発表者名: Ochi K, Nishizawa T, Inaoka T, Yamada A, Hashimoto K, Hosaka T, Okamoto S, Ozeki Y
  • 雑誌名: Microbiology 巻: 158 号: 8 ページ: 2213-2224
  • DOI: 10.1099/mic.0.057638-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tandemly arranged chalcone synthase A genes contribute to the spatially regulated expression of siRNA and the natural bicolor floral phenotype in Petunia hybrida (2012)
  • 著者名/発表者名: Morita Y, Saito R, Ban Y, Tanikawa N, Kuchitsu K, Ando T, Yoshikawa M, Habu Y, Ozeki Y, Nakayama M
  • 雑誌名: PLANT JOURNAL 巻: 70 号: 5 ページ: 739-749
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2012.04908.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of the acyl-glucose-dependent anthocyanin 5-O-glucosyltransferase gene in carnations and its disruption by transposable elements in some varieties (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishizaki, Y., Matsuba, Y., Okamoto, E., Okamura, M., Ozeki, Y. and Sasaki, N.
  • 雑誌名: Mol. Gen. Genomics 巻: 286(3) 号: 5-6 ページ: 383-394
  • DOI: 10.1007/s00438-011-0655-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of genes in Arabidopsis thaliana with homology to a novel acyl-glucose dependent glucosyltransferase of carnations (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyahara, T., Matsuba, Y., Ozeki, Y. and Sasaki, N.
  • 雑誌名: Plant Biotechnol 巻: 28 (3) ページ: 311-315
  • NAID: 10029399456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased furanocoumarin production by Glehnia littoral is roots induced via Agrobacterium rhizogenes infection (2011)
  • 著者名/発表者名: Terato, M., Ishikawa, A., Yamada, K., Ozeki, Y., Kitamura, Y.
  • 雑誌名: Plant Biotechonol. 巻: 28 ページ: 317-321
  • 査読あり
• [学会発表] Identification of the glucosyltransferase gene supplying p-hydroxybezoyl-glucose required for 7-polyacylation of anthocyanin in delphinium. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishizaki, Y., Sasaki, N., Yasunaga, Y., Miyahara, T., Okamoto, E., Hirose, Y., Okamoto, M., Ozeki, Y.
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
• [学会発表] p-Hydroxybenzoyl-glucose plays a "Zwitter donor" in vacuolar acyltransferases and glucosyltransferases for biosynthesis of polyacyl-anthocyanin in delphinium (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishizaki, Y., Yasunaga, M., Okamoto, E., Okamoto, M., Hirose, Y., Yamaguchi, M., Ozeki, Y. and Sasaki, N.
  • 学会等名: 7th International Workshop on Anthocyanins
  • 発表場所: University of Porto, Portugal
• [学会発表] シロイヌナズナにおける液胞内アントシアニン配糖化酵素の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮原 平、先山遼平、小関良宏、佐々木伸大
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構
• [学会発表] 赤系デルフィニウムのアントシアニンの構造と F3’5’H 遺伝子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮川菜月、西崎雄三、宮原 平、廣瀬由起夫、岡本充智、小関良宏、佐々木伸大
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構
• [学会発表] イオンビーム照射カーネーション花色変異株の変異遺伝子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮原 平、山本悠加、佐々木伸大、岡村正愛、梅基直行、小関良宏
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構
• [学会発表] デルフィニウムのポリアシル化アントシアニン合成における p-ヒドロキシベンゾイル-グルコースの役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本えみ、西崎雄三、安永元樹、岡本充智、廣瀬由紀夫、山口雅篤、佐々木伸大、小関良宏
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構
• [学会発表] 赤系デルフィニウムの花色に関わる F3’5’H 遺伝子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮川菜月、西崎雄三、宮原 平、廣瀬由起夫、岡本充智、小関良宏、佐々木伸大
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構
• [学会発表] p-Hydroxybenzoyl-glucose plays a “Zwitter donor” in vacuolar acyltransferases and glucosyltransferases for biosynthesis of polyacyl-anthocyanin in delphinium. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishizaki, Y., Yasunaga, M., Okamoto, E., Okamoto, M., Hirose, Y., Yamaguchi, M., Ozeki, Y. and Sasaki, N
  • 学会等名: International Workshop on Anthocyanins
  • 発表場所: ポルトガル（ポルト大学）
• [学会発表] イオンビーム照射カーネーション花色変異株の F3’H 遺伝子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本悠加
  • 学会等名: 園芸学会平成 25 年度春季大会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス
• [学会発表] 赤色系デルフィニウムにおける F3’5’H 遺伝子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木伸大
  • 学会等名: 園芸学会平成 25 年度春季大会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス
• [学会発表] デルフィニウムのポリアシル化アントシアニン生合成に関わるアシルグルコース依存型アントシアニン配糖化酵素遺伝子の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西崎雄三
  • 学会等名: 園芸学会平成 25 年度春季大会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス
• [学会発表] Analysis of anthocyanin modification enzymes involved in synthesis of flower pigments in delphinium (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishizaki, Y., Yasunaga, M., Miyahara, T., Hirose, Y., Okamoto, M., Ozeki, Y. and Sasaki, N
  • 学会等名: 26th International Conference on Polyphenols
  • 発表場所: University of Florence, Italy
• [学会発表] Isolation of an acyl-glucose-dependent anthocyanin glucosyltransferase from the monocot Agapanthus africanus and expression analysis of its homologous genes in Arabidopsis thaliana. (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyahara, T., Nishizaki, Y., Takahashi, M., Ozeki, Y. and Sasaki, N
  • 学会等名: 26th International Conference on Polyphenols.
  • 発表場所: University of Florence, Italy
• [学会発表] Identification of acyl-glucose dependent anthocyanin glucosyltransferases in higher plant (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, N. , Miyahara, T., Nishizaki, Y., Matsuba, Y., Okamoto, E., Okamura, M and Ozeki, Y
  • 学会等名: 26th International Conference on Polyphenols
  • 発表場所: University of Florence, Italy
• [学会発表] デルフィニウムのポリアシル化アントシアニン生合成に関与する修飾酵素の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西崎雄三
  • 学会等名: 第 30 回日本植物細胞分子生物学会（生駒）大会
  • 発表場所: 奈良奈良先端科学技術大学院大学
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるアシルグルコース依存型アントシアニン配糖化酵素活性の検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮原 平
  • 学会等名: 第 30 回日本植物細胞分子生物学会（生駒）大会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
• [学会発表] デルフィニウムにおける p-hydroxybenzoic acid 配糖化酵素についての報告 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木伸大
  • 学会等名: 第 30 回日本植物細胞分子生物学会（生駒）大会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
• [学会発表] Analysis of anthocyanin modification enzymes involved in synthesis of flower pigments in delphinium. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishizaki, Y.
  • 学会等名: 26th International Conference on Polyphenols
  • 発表場所: University of Florence, Italy
• [学会発表] Isolation of an acyl-glucose-dependent anthocyanin glucosyltransferase from the monocot Agapanthus africanus and expression analysis of its homologous genes in Arabidopsis thaliana. (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyahara, T.
  • 学会等名: 26th International Conference on Polyphenols
  • 発表場所: University of Florence, Italy
• [学会発表] Identification of acyl-glucose dependent anthocyanin glucosyltransferases in higher plant. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, N.
  • 学会等名: 26th International Conference on Polyphenols
  • 発表場所: University of Florence, Italy
• [学会発表] 液胞内酵素によるアントシアニン修飾機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小関良宏
  • 学会等名: 第 8 回イオンビーム育種研究会
  • 発表場所: 高崎シティーギャラリー
  • 招待講演
• [学会発表] デルフィニウムにおけるアントシアニン7位配糖体化酵素遺伝子の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西崎雄三、安永元樹、小関良宏、佐々木伸大
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス(東京)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] デルフィニウムにおけるアントシアニンアシル基転移酵素の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安永元樹、西崎雄三、小関良宏、佐々木伸大
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス(東京)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Identification of acyl-glucose dependent anthocyanin glucosyltransferases (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, N., Matsuba, Y., Okamura, M., Abe, Y., Tera, M., Nagasawa K., Ozeki, Y.
  • 学会等名: 6th International Workshop on Athocyanins, 2011 in USA
  • 発表場所: North Carolina, USA(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] Identification of genes in Arabidopsis thaliana encoding candidates of novel acyl-glucose dependent glucosyltransferases (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyahara, T., Nakamura, H., Sakiyama, R., Matsuba, Y., Ozeki, Y., Sasaki, N.
  • 学会等名: 6th International Workshop on Athocyanins, 2011 in USA
  • 発表場所: North Carolina, USA
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] アシルグルコース依存型アントシアニン糖転移酵素についての報告 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木伸大、松葉由紀、宮原平、西崎雄三、岡村正愛、小関良宏
  • 学会等名: 第29回日本植物細胞分子生物学会福岡大会・シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス(福岡)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] カーネーションにおけるアシルグルコース依存型アントシアニン配糖化酵素遺伝子の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西崎雄三、松葉由紀、佐々木伸大、宮原平、岡村正愛、小関良宏
  • 学会等名: 第29回日本植物細胞分子生物学会福岡大会・シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス(福岡)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 大腸菌組換えタンパク質を用いたアシルグルコース依存型アントシアニン配糖化酵素の生化学的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮原平、松葉由紀、佐々木伸大、西崎雄三、岡村正愛、小関良宏
  • 学会等名: 第29回日本植物細胞分子生物学会福岡大会・シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス(福岡)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Identification of genes in Arabidopsis thaliana encoding candidates of novel acyl-glucose dependent glucosyltransferases (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyahara, T., Nakamura, H., Sakiyama, R., Matsuba, Y., Ozeki, Y. and Sasaki, N
  • 学会等名: 6th International Workshop on Anthocyanins, 2011 in USA
  • 発表場所: Great Wolf Lodge, North Carolina, USA
• [学会発表] Identification of acyl-glucose dependent anthocyanin glucosyltransferases (2011)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, N. , Matsuba, Y., Okamura, M., Abe, Y., Tera, M., Nagasawa K. and Ozeki, Y.
  • 学会等名: 6th International Workshop on Anthocyanins, 2011 in USA
  • 発表場所: Great Wolf Lodge, North Carolina, USA
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~ozeky/
• [備考] 小関・山田・宮原研究室ウェブサイト
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~ozeky/
• [備考] 小関・山田研究室
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~ozeky/