ヨモギ属植物におけるセスキテルペノイド構造多様化の分子機構解明と代謝工学への利用

• 研究課題/領域番号: 23780104
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 関 光 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30392004)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: セスキテルペノイド / ヨモギ属植物 / セスキテルペン合成酵素 / シトクロムP450モノオキシゲナーゼ / 組換え酵母 / セスキテルペン / アルテミシニン / ヨモギ属 / シトクロムP450

研究概要

多様なセスキテルペノイドを生産するヨモギ属植物に着目し、その生合成に関わるセスキテルペン合成酵素およびセスキテルペン骨格の修飾に関わるP450酸化酵素の単離と機能解析を進めた。これにより、新規セスキテルペン合成酵素遺伝子としてα-ビザボロール合成酵素遺伝子を単離した。また、Artemisia anuuaからアルテミシニン生合成酵素遺伝子として単離されていたCYP71AV1のホモログをアルテミシニン非産生植物から単離し各種セスキテルペン骨格に対する酵素活性を解析した。その結果、A.afra由来のホモログがδ-グアイエン に対して酸化活性をもつことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 植物テルペノイド代謝の多様性とコンビナトリアル生合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福島エリオデット、關光、村中俊哉
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 91巻 ページ: 337-341
• [雑誌論文] Comparative functional analysis of CYP71AV1 natural variants reveals an important residue for the successive oxidation of amorpha-4,11-diene. (2013)
  • 著者名/発表者名: Komori, A., Suzuki, M., Seki, H., Nishizawa, T., Meyer, J.J., Shimizu, H., Yokoyama, S. and Muranaka, T.
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 587 号: 3 ページ: 278-284
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2012.11.031
  • 査読あり
• [学会発表] Functional analysis of double bond reductase 2 (DBR2) in Artemisia absinthium (2014)
  • 著者名/発表者名: Muangphrom, P., Suzuki,M., Seki, H., Komori, A., Fukushima, E. O. and Muranaka, T
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] Functional analysis of double bond reductase 2 (DBR2) in Artemisia absinthium. (2014)
  • 著者名/発表者名: Muangphrom, P., Suzuki，M., Seki, H., Komori, A., Fukushima, E. O. and Muranaka, T.
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] ヨモギ属植物種由来新規α-bisabolol合成酵素遺伝子の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西脇美香、關光、鈴木宗典、小森彩、村中俊哉
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] アルテミシニン非産生ヨモギ属植物種由来ADS相同遺伝子の構造、発現および酵素機能の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西脇美香、關光、鈴木宗典、小森彩、村中俊哉
  • 学会等名: 第59回日本生薬学会年会
  • 発表場所: 千葉、かずさアーク
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] アルテミシニン非産生ヨモギ属植物種由来ADS相同遺伝子の構造、発現および酵素機能の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西脇美香、關光、鈴木宗典、小森彩、村中俊哉
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
  • 年月日: 2012-08-04
• [学会発表] アルテミシニン非産生ヨモギ属植物種由来ADS相同遺伝子の構造、発現および酵素機能の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西脇美香、關 光、鈴木宗典、小森 彩、村中俊哉
  • 学会等名: 第59回日本生薬学会年会
  • 発表場所: かずさアーク
• [学会発表] 相同性タンパク質を用いたCYP71AV1の比較機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小森彩、關光、鈴木宗典、西澤具子、横山茂之、村中俊哉
  • 学会等名: 第29回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2011-09-08