結晶構造に基づいた植物有用物質高次配糖化酵素の構造機能相関の解明とその応用

• 研究課題/領域番号: 25440148
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 榊原 圭子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (20360555)
• 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: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013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: 配糖化酵素 / フラボノイド / シロイヌナズナ / 結晶構造

研究成果の概要

配糖化は、植物代謝産物の多様性の原因となる重要な反応であるが、高次配糖化（配糖体の糖部分にさらに糖を付加する反応）に関わる知見は限られている。フラボノイド高次配糖化酵素UGT79B1の4種類の結晶を得、構造解析を行った。解析にあたっては、高次配糖化酵素の知見が少なかったことから、シロイヌナズナなどから新規のフラボノイド高次配糖化酵素遺伝子を単離、機能同定し、得られた知見に基づいて、基質認識・基質阻害に重要なアミノ酸残基の同定とその生化学的解析を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Linkage mapping, molecular cloning and functional analysis of soybean gene Fg3 encoding flavonol 3-O-glucoside/galactoside (1→2)glucosyltransferase (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Di, F. Yan, F. R. Rodas,T. O Rodriguez, Y. Murai, T. Iwashina, S. Sugawara, T. Mori, R. Nakabayashi, K. Yonekura-Sakakibara, K. Saito, R. Takahashi
  • 雑誌名: BMC Plant Biology 巻: 15 号: 1 ページ: 126-126
  • DOI: 10.1186/s12870-015-0504-7
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A flavonoid 3-O-glucoside: 2”-O-glucosyltransferase responsible for terminal modification of pollen-specific flavonols in Arabidopsis thaliana. (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiko Yonekura-Sakakibara, Ryo Nakabayashi, Satoko Sugawara, Takayuki Tohge, Takuya Ito, Misuzu Koyanagi, Mariko Kitajima, Hiromitsu Takayama, and Kazuki Saito
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 79 号: 5 ページ: 769-782
  • DOI: 10.1111/tpj.12580
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Linkage mapping, molecular cloning and functional analysis of soybean gene Fg2 encoding flavonol 3-O-glucoside (1 →6) rhamnosyltransferase (2013)
  • 著者名/発表者名: Rodas FR, Rodriguez TO, Murai Y, Iwashina T, Sugawara S, Suzuki M, Nakabayashi R, Yonekura-Sakakibara K, Saito K, Kitajima J, Toda K, Takahashi R
  • 雑誌名: Plant Molecular Biology 巻: 84 号: 3 ページ: 287-300
  • DOI: 10.1007/s11103-013-0133-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] The flavonoid biosynthetic pathway in Arabidopsis: Structural and genetic diversity (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Saito, Keiko Yonekura-Sakakibara, Ryo Nakabayashi, Yasuhiro Higashi, Mami Yamazaki, Takayuki Tohge, Alisdair R. Fernie
  • 雑誌名: Plant Physiol. Biochem. 巻: 72 ページ: 21-34
  • DOI: 10.1016/j.plaphy.2013.02.001
  • 査読あり
• [学会発表] Flavonol 3-O-gal:2"-O-glucosyltransferase from petunia pollen (2016)
  • 著者名/発表者名: Eva Knoch, Satoko Sugawara, Kazuki Saito, Keiko Yonekura-Sakakibara
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Structure, function and diversity of plant glycosyltransferases (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiko Yonekura-Sakakibara
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学（岩手市）
  • 年月日: 2016-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Genetic and structural variety of glycosyltransferases bring chemical diversity of flavonoids (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiko Yonekura-Sakakibara, Kazuki Saito
  • 学会等名: The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
  • 発表場所: Hilton Waikiki Beachhotel （Honolulu, Hawaii）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Integrated ‘Omics’ analyses in a model plant, Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiko Yonekura-Sakakibara, Kazuki Saito
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: ポートアイランド(神戸)
  • 年月日: 2015-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] トランスクリプトミクス・メタボロミクスを基盤としたフラボノイド代謝研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭子
  • 学会等名: 地球環境・食糧・資源のための植物バイオ第160委員会 第11回研究会「植物天然物生合成研究の新しい展開」
  • 発表場所: サントリーワールドリサーチセンター（京都府相楽郡）
  • 年月日: 2015-10-23
  • 招待講演
• [学会発表] シロイヌナズナ花粉特異的フラボノールの高次配糖化酵素UGT79B6の局在とその生理的役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭子、菅原聡子、斉藤和季
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるフラボノイド多様性の包括的理解 (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭子
  • 学会等名: 第270回生存圏シンポジウム/第3回植物二次代謝フロンティア研究会
  • 発表場所: 小田原お堀端コンベンションホール（神奈川県）
  • 年月日: 2014-11-23
  • 招待講演
• [学会発表] A flavonoid glycosyltransferase, UGT79B6, determines the pollen-specific flavonol structures in Arabidopsis thaliana (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yonekura-Sakakibara
  • 学会等名: XII France-Japan Workshop on Plant Science 2014
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] Functional identification of a glycosyltransferase involved in pollen-specific flavonol biosynthesis in Arabidopsis thaliana (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yonekura-Sakakibara, R. Nakabayashi, S. Sugawara, T. Tohge, T. Ito, M. Koyanagi, M. Kitajima, H. Takayama, K. Saito
  • 学会等名: XXVII International Conference on Polyphenols & Tannin conference
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県）
  • 年月日: 2014-09-02 – 2014-09-06
• [学会発表] Pollen-specific flavonol biosynthesis in Arabidopsis thaliana: identification of the key enzyme UGT33 and the tailored flavonol structures (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yonekura-Sakakibara, R. Nakabayashi, S. Sugawara, T. Tohge, T. Ito, M. Koyanagi, M. Kitajima, H. Takayama, K. Saito
  • 学会等名: 25th International Cnference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: University of British Columbia, Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] シロイヌナズナ花粉特異的フラボノールの高次配糖化酵素遺伝子の機能同定とその局在性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭子、中林亮、菅原聡子、峠隆之、伊藤卓也、小柳美寿々、北島満里子、高山廣光、斉藤和季
  • 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（富山県）
• [学会発表] Functional identification of a key glycosyltransferase, UGT33, determining the pollen-specific flavonol structures in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiko Yonekura-Sakakibara
  • 学会等名: Plant Gene Discovery & “Omics” Technologies
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] 花粉特異的なシロイヌナズナ・フラボノール高次配糖化酵素の機能同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 榊原圭子、菅原聡子、中林亮、小柳美寿々、峠隆之、鈴木実、伊藤卓也、北島満里子、高山廣光、斉藤和季
  • 学会等名: 第31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: 北海道大学（北海道）
• [図書] Resent Advances in Polyphenol Research vol.4 (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yonekura-Sakakibara, K. Saito
  • 総ページ数: 464
  • 出版者: Wiley-Blackwell
• [図書] Resent Advances in Polyphenol Research (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yonekura-Sakakibara, K. Saito
  • 出版者: Wiley-Blackwell