チューリップ耐病性二次代謝産物の活性化に関わる新規酵素系の解明

• 研究課題/領域番号: 23780120
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物生産化学・生物有機化学
• 研究機関: 富山県立大学
• 研究代表者: 野村 泰治 富山県立大学, 工学部, 助教 (40570924)
• 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: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: チューリップ / チューリッポシド / チューリッパリン / チューリッポシド変換酵素 / カルボキシルエステラーゼ / 二次代謝 / 生合成 / 酵素

研究概要

本研究では、チューリップにおける主要二次代謝産物であるチューリッポシド(Pos)類をアグリコンのラクトン化体である抗菌活性物質チューリッパリン(Pa)類へと変換する酵素系の解明を目的とした。主要Pos類であるPosAおよびPosBはそれぞれに対応するPosA変換酵素とPosB変換酵素によって、PaAおよびPaBへとそれぞれ変換されることが分かった。本酵素は加水分解酵素であるカルボキシルエステラーゼと高い配列相同性を有していたが、加水分解反応は全く触媒せず、分子内エステル転移によるラクトン形成反応のみを触媒する非常にユニークな酵素であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Diversity of Tuliposide A-Converting Enzyme in the Tulip (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomura, T., Tsuchigami, A., Ogita, S. &Kato, Y.
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 77 号: 5 ページ: 1042-1048
  • DOI: 10.1271/bbb.130021
  • NAID: 10031177594
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occurrence of hydroxycinnamoylputrescines in xylogenic bamboo suspension cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomura, T., Shiozawa, M., Ogita, S. & Kato, Y.
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 30 号: 5 ページ: 447-453
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.13.0704a
  • NAID: 130003382493
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two new b-glucosidases from ethanol-fermenting fungus Mucor circinelloides NBRC 4572: enzyme purification, functional characterization, and molecular cloning of the gene. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato, Y. Nomura, T. Ogita, S.,Takano, M. & Hoshino K.
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotech. 巻: 97 号: 23 ページ: 10045-10056
  • DOI: 10.1007/s00253-013-5210-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel lactone-forming carboxylesterase : Molecular identification of a tuliposide A-converting enzyme in tulip (2012)
  • 著者名/発表者名: Taiji Nomura, Shinjiro Ogita, Yasuo Kato
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 159 号: 2 ページ: 565-578
  • DOI: 10.1104/pp.112.195388
  • 査読あり
• [雑誌論文] チューリップ二次代謝産物チューリッポシド類の活性化に関わる新規カルボキシルエステラーゼ (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、加藤康夫
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 巻: 70 ページ: 360-364
  • NAID: 10031003425
  • URL: http://www.jba.or.jp/pc/archive/2012/vol70_no5.html
• [雑誌論文] A β -glucosidase activity potentially involved in cell division and wall development of Phyllostachys bamboo suspension cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinjiro Ogita, Shinya Ohki, Taiji Nomura, Yasuo Kato
  • 雑誌名: American Journal of Plant Sciences 3 巻: 3 号: 08 ページ: 1066-1072
  • DOI: 10.4236/ajps.2012.38127
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel xylogenic suspension culture model for exploring lignification in Phyllostachys bamboo (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinjiro Ogita, Taiji Nomura, Takao Kishimoto, Yasuo Kato
  • 雑誌名: Plant Methods 8 巻: 40 号: 1 ページ: 40-40
  • DOI: 10.1186/1746-4811-8-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel lactone-forming carboxylesterase: Molecular identification of a tuliposide A-converting enzyme in tulip (2012)
  • 著者名/発表者名: Taiji Nomura, Shinjiro Ogita, Yasuo Kato
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mutated acetolactate synthase gene from rice as a non-antibiotic selection marker for transformation of bamboo cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinjiro Ogita, Nanaka Kikuchi, Taiji Nomura, Yasuo Kato
  • 雑誌名: American Journal of Plant Sciences 巻: 3 ページ: 368-372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dispersed benzoxazinone gene cluster: molecular characterization and chromosomal localization of glucosyltransferase and glucosidase genes in wheat and rye (2011)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Sue, Chihiro Nakamura, Taiji Nomura
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 157 ページ: 985-997
  • 査読あり
• [学会発表] Environmentally benign process for the preparation of antimicrobial tulipalin B from tulip biomass (2014)
  • 著者名/発表者名: 川上祥平、林絵美子、野村泰治、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] OsGLK1 regulates cell differentiation and metabolic functions in bamboo Pn (rpc00047) cells (2014)
  • 著者名/発表者名: 荻田信二郎、野村泰治、廣瀬文昭、市川裕章、加藤康夫
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 混合または従属培養条件下でトリグリセリド類を高蓄積する緑藻株の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤康夫、藤城迪子、伊藤純平、野村泰治、荻田信二郎
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学
• [学会発表] Environment-conscious process for the preparation of antimicrobial tulipalin B from tulip biomass (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Kato, Taiji Nomura, Shinjiro Ogita
  • 学会等名: Enzyme Engineering XXII
  • 発表場所: Toyama
• [学会発表] チューリップバイオマスを原料とした石油非依存的プロセスによる抗菌化合物チューリッパリンBの調製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、林絵美子、川上祥平、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 合理的代謝フロースイッチングによる物質生産：タケ懸濁細胞におけるヒドロキシ桂皮酸アミド生合成経路の改変 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 第31回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] メダケ（Pleioblastus simonii）細胞培養系の増殖・分化特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荻田信二郎、野村泰治、加藤康夫
  • 学会等名: 第31回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Current applications of cell and tissue culture in bamboo resources production and improvement (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinjiro Ogita, T.-F. Yeh, Taiji Nomura, Yasuo Kato
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] タケ懸濁細胞を用いた合理的代謝フロースイッチングによる外来二次代謝産物生産 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、塩澤 舞、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] チューリップバイオマスを原料とした酵素変換および石油非依存的精製プロセスによる抗菌化合物チューリッパリンB調製法の確立 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、林絵美子、川上祥平、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 第16回生体触媒化学シンポジウム
  • 発表場所: 富山県民会館
• [学会発表] チューリップにおけるチューリッポシドA変換酵素の分子多様性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、土上彩、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 植物化学調節学会第47回大会
  • 発表場所: 山形大学
• [学会発表] Molecular diversity of tuliposide A-converting enzyme in tulip (2012)
  • 著者名/発表者名: Taiji Nomura, Shinjiro Ogita, Yasuo Kato
  • 学会等名: 51st Annual Meeting of the Phytochemical Society of North America
  • 発表場所: Western University, London, Canada
• [学会発表] A novel lactone-forming carboxylesterase from tulip (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Kato, Shinjiro Ogita, Taiji Nomura
  • 学会等名: molecular identification and application. Gordon Research Conference 2012
  • 発表場所: Bryant University, Smithfield, USA
• [学会発表] 分子内エステル転移反応によるラクトン形成を触媒する新規カルボキシルエステラーゼ : チューリッポシドA変換酵素遺伝子のチューリップ花弁からの単離および機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
• [学会発表] Novel beta-glucosidases from ethanol-fermenting fungas Mucor javanicus (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Kato, Shinjiro Ogita, Taiji Nomura, Kazuhiro Hoshino, Maki Takano
  • 学会等名: 12th Japan-China-Korea Joint Symposium on Enzyme Engineering
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] A novel lactone-forming carboxylesterase from tulip: molecular identification and application (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Kato, Shinjiro Ogita, Taiji Nomura
  • 学会等名: GORDON Conference 2012 (Biocatalysis)
  • 発表場所: Smithfield, USA
• [学会発表] Molecular diversity of tuliposide A-converting enzyme in tulip (2012)
  • 著者名/発表者名: Taiji Nomura, Shinjiro Ogita, Yasuo Kato
  • 学会等名: 51st Annual Meeting of the Phytochemical Society of North America
  • 発表場所: London, Canada
• [学会発表] キョチク（Dendrocalamus giganteus）細胞培養系の増殖・分化特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荻田信二郎、野村泰治、加藤康夫、内村悦三
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会2012年度大会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
• [学会発表] ホウライチク（Bambusa multiplex）細胞培養系の増殖・分化特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荻田信二郎、野村泰治、加藤康夫
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
• [学会発表] エタノール発酵糸状菌由来の新規beta-glucosidaseの性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤康夫、荻田信二郎、野村泰治、星野一宏、高野真希
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] 分子内エステル転移反応によるラクトン形成を触媒する新規カルボキシルエステラーゼ：チューリッポシドA変換酵素遺伝子のチューリップ花弁からの単離および機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
• [学会発表] Enzymes responsible for the action of antimicrobial secondary metabolites in tulip (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Kato, Taiji Nomura, Shinjiro Ogita
  • 学会等名: 16th Japanese-German Workshop on Enzyme Technology
  • 発表場所: Toyama
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Molecular characterization of tuliposide A-converting enzyme in tulip (2011)
  • 著者名/発表者名: Taiji Nomura, Shinjiro Ogita, Yasuo Kato
  • 学会等名: Phytochemical Society of North America 50th Anniversary Meeting
  • 発表場所: Fairmont Orchid, Hawaii, USA
• [学会発表] チューリップ花弁からのチューリッポシドA変換酵素遺伝子の単離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 植物化学調節学会第46回大会
  • 発表場所: 宇都宮大学
• [学会発表] Molecular characterization of tuliposide A-converting enzyme in tulip (2011)
  • 著者名/発表者名: Taiji Nomura, Shinjiro Ogita, Yasuo Kato
  • 学会等名: Phytochemical Society of North America 50th Anniversary Meeting
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] チューリップ花弁からのチューリッポシドA変換酵素遺伝子の単離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野村泰治、荻田信二郎、加藤康夫
  • 学会等名: 植物化学調節学会第４６回大会
  • 発表場所: 宇都宮大学
• [学会発表] タケバイオリソース、マダケ属とデンドロカラムス属カルスの組織化学的特徴
  • 著者名/発表者名: 荻田信二郎、M.D.Z. Karim、野村泰治、加藤康夫
  • 学会等名: 第2回森林遺伝育種学会大会
  • 発表場所: 東京大学
• [備考]
  • URL: http://www.pu-toyama.ac.jp/BR/kato/
• [産業財産権] チューリッポシドBをチューリッパリンBに変換する酵素活性の高いタンパク質及びそれをコードするポリヌクレオチ (2013)
  • 発明者名: 野村泰治、加藤康夫、荻田信二郎
  • 権利者名: 富山県
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-195338
  • 出願年月日: 2013-09-20
• [産業財産権] チューリッポシドBをチューリッパリンBに変換する酵素活性の高いタンパク質及びそれをコードするポリヌクレオチド (2013)
  • 発明者名: 野村泰治、加藤康夫、荻田信二郎
  • 権利者名: 富山県
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-195338
  • 出願年月日: 2013-09-20
• [産業財産権] チューリッパリン類の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 野村泰治、加藤康夫、荻田信二郎
  • 権利者名: 富山県
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-250803
  • 出願年月日: 2012-11-15
• [産業財産権] チューリッポシド類をチューリッパリン類に変換する酵素活性を有するタンパク質及びそれをコードするポリヌクレオチド (2012)
  • 発明者名: 野村泰治、加藤康夫、荻田信二郎
  • 権利者名: 富山県
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-151642
  • 出願年月日: 2012-07-05