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GDSLリパーゼによるピレスリン生合成の分子機構解明と昆虫抵抗性植物作出への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25282234
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 生物分子化学
研究機関近畿大学

研究代表者

松田 一彦  近畿大学, 農学部, 教授 (00199796)

研究分担者 平竹 潤  京都大学, 化学研究所, 教授 (80199075)
松井 健二  山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90199729)
連携研究者 山下 敦子  岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (10321738)
伊原 誠  近畿大学, 農学部, 講師 (30466031)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2013年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワード除虫菊 / ピレスリン / 生合成 / GDSLリパーゼ
研究成果の概要

エステル構造をもつ殺虫性物質ピレスリンは、除虫菊の中で酸部とアルコール部とがGDSL リパーゼTcGLIPのはたらきにより連結されることにより生合成される。本研究では、本酵素の制御機構を解明するため、まずその触媒機構に必須のアミノ酸を大腸菌で発現させた組換え酵素を用いて同定し、結晶化に適した塩類溶液を明らかにした。また、低濃度で不可逆的に本酵素を阻害するホスホン酸エステル類を創出し、本酵素の遺伝子発現が傷害誘導的に生じる揮発性物質により促進されることを明らかにした。さらに、シロイヌナズナで本酵素遺伝子のホモログ遺伝子を破壊すると、防御遺伝子のプロモータ促進活性が低下することを見出した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Selective regulation of pyrethrin biosynthesis by the specific blend of wound induced volatiles in Tanacetum cinerariifolium.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakamori K, Ono N, Ihara M, Suzuki H, Matsuura H, Tanaka K, Ohta D, Kanaya S, Matsuda K.
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: VOL. 11, NO. 4 号: 4 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1080/15592324.2016.1149675

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] CYP74B24 is the 13-hydroperoxide lyase involved in biosynthesis of green leaf volatiles in tea (Camellia sinensis)2016

    • 著者名/発表者名
      E. Ono, T. Handa, T. Koeduka, H. Toyonaga, MM. Tawfik, A. Shiraishi, J. Murata, K. Matsui
    • 雑誌名

      Plant Physiology and Biochemistry

      巻: 98 ページ: 112-118

    • DOI

      10.1016/j.plaphy.2015.11.016

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Glutathionylation and reduction of methacrolein in tomato plants account for its absorption from the vapor phase2015

    • 著者名/発表者名
      S. Muramoto, Y. Matsubara, CM. Mwenda, T. Koeduka, T. Sakami, A. Tani, K. Matsui
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 169 ページ: 1744-1754

    • DOI

      10.1104/pp.15.01045

    • NAID

      120006665796

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Catalytic-triad and related amino acids are required for acyltransferase activity of the Tanacetum cinerariifolium GDSL lipase/esterase-like enzyme TcGLIP for ester-bond formation in pyrethrin biosynthesis2013

    • 著者名/発表者名
      Yukio Kikuta, Gen Yamada, Tomonori Mitsumori, Takayuki Takeuchi, Koji Nakayama, Yoshio Katsuda, Akikazu Hatanaka and Kazuhiko Matsuda
    • 雑誌名

      Bioscience Biotechnology and Biochemistry

      巻: 77 ページ: 1822-1825

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 除虫菊のピレスリン生合成に対する傷害誘導性揮発性化合物の作用:分化状態と脱分化状態の比較2016

    • 著者名/発表者名
      阪森 宏治、松田 一彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ピレスリン生合成から導かれるオキシリピン経路の理解2016

    • 著者名/発表者名
      松田一彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ピレスリン生合成に寄与するGDSLリパーゼに関する研究 (1):新規不可逆阻害剤の合成展開2016

    • 著者名/発表者名
      明石拓也、山崎智穂子、宇都宮麻衣、伊原誠、松田一彦、平竹潤
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ピレスリン生合成に寄与するGDSLリパーゼに関する研究 (2):不可逆阻害剤存在の活性評価2016

    • 著者名/発表者名
      山崎智穂子、宇都宮麻衣、明石拓也、平竹潤、松田一彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ピレスリン生合成に寄与するGDSLリパーゼに関する研究 (3):不可逆阻害剤存在下での結晶化2016

    • 著者名/発表者名
      宇都宮麻衣、山崎智穂子、伊原誠、明石拓也、平竹潤、松田一彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Deciphering biosynthesis of natural insecticides pyrethrins2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Matsuda
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ピレスリン生合成遺伝子の同定に向けたRNAseqデータのバイオインフォマティックス解析2015

    • 著者名/発表者名
      阪森 宏治,小野 直亮,鈴木 秀幸,太田 大策,松田 一彦,金谷 重彦
    • 学会等名
      2015年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ピレスリン生合成に関わる TcGLIP の機能および構造の解明(1)-X線結晶構造解析をめざした酵素の発現と精製-2015

    • 著者名/発表者名
      宇都宮 麻衣,松田 和奈,廣瀬 友璃香,伊原 誠,松田 一彦
    • 学会等名
      2015年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ピレスリン生合成に関わる TcGLIP の機能および構造の解明(2)-ホスホン酸型反応機構依存的阻害剤の設計と合成-2015

    • 著者名/発表者名
      明石 拓也,竹内 孝幸,宇都宮 麻衣,伊原 誠,松田 一彦,平竹 潤
    • 学会等名
      2015年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ピレスリン生合成に関わる TcGLIP の機能および構造の解明(3)-阻害活性と阻害の様式-2015

    • 著者名/発表者名
      竹内 孝幸,明石 拓也,宇都宮 麻衣,伊原 誠,平竹 潤,松田 一彦
    • 学会等名
      2015年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの腐生菌感染応答シグナル生成にはGDSL リパーゼが関与する2015

    • 著者名/発表者名
      荒井紀梨子,松田一彦,肥塚崇男,松井健二
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第41回講演会
    • 発表場所
      水産大学校(山口県下関市)
    • 年月日
      2015-01-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ピレスリン生合成関連酵素TcGLIPの発現・精製条件の検討と結晶化2014

    • 著者名/発表者名
      宇都宮麻衣,松田和奈,廣瀬友璃香,伊原誠,松田一彦
    • 学会等名
      2014年度日本農芸化学会関西支部大会
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学(奈良県生駒市)
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ケミカルセンシングによる生命恒常性の維持と昆虫制御2014

    • 著者名/発表者名
      松田 一彦
    • 学会等名
      JSPSシンポジウム 日本におけるケミカルバイオロジー研究の新展開
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-06-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 温故知新:ピレスリンから学ぶ昆虫制御の原理2014

    • 著者名/発表者名
      松田 一彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会創立90周年記念、第17回中四国支部若手シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 除虫菊の分化状態とピレスリン生合成

    • 著者名/発表者名
      阪森 宏治、安達 元希、古谷 章悟、畑中 顯和、松田 一彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2014年度大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] いきものたちをつなぐ「かおり」2016

    • 著者名/発表者名
      松田一彦
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      フレグランスジャーナル
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 近畿大学農学部生物制御化学研究室

    • URL

      http://nara-kindai.unv.jp/02gakka/03ouyou/seigyo-lab/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 近畿大学農学部ホームページ/近畿大学農学部生物制御化学研究室

    • URL

      http://nara-kindai.unv.jp/02gakka/03ouyou/seigyo-lab/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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