植物トリテルペノイド生合成制御の分子機構解明

• 研究課題/領域番号: 26450123
• 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: 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, 工学研究科, 准教授 (30392004)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 植物トリテルペノイド / 生合成 / プロモーター / 転写因子 / シトクロムP450モノオキシゲナーゼ / P450 / 植物 / トリテルペン / 転写制御因子 / トリテルペノイド / 生合成酵素遺伝子 / 発現制御

研究成果の概要

植物トリテルペノイドの生合成制御機構を明らかにすべく、マメ科カンゾウ（甘草）が生産するグリチルリチンおよびマメ科植物全般が生産するソヤサポニンに注目し、先に同定していた生合成酵素（β-アミリン合成酵素、CYP88D6およびCYP93E3）遺伝子の発現制御に関わるプロモーター単離ならびに候補転写因子の遺伝子単離を行った。選抜した9種の候補転写因子について上記3種の生合成遺伝子プロモーターに対する転写活性化能を解析し、1種がソヤサポニン生合成に関わるCYP93E3（β-アミリン24位水酸化酵素）遺伝子プロモーターからの転写を30倍以上活性化することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Cytochrome P450 monooxygenase CYP716A141 is a unique β-amyrin C-16β oxidase involved in triterpenoid saponin biosynthesis in Platycodon grandiflorus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K., Teranishi, Y., Ueda, S., Suzuki, H., Kawano, N., Yoshimatsu, K., Saito, K., Kawahara, N., Muranaka, T. and Seki, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 874-884
  • DOI: 10.1093/pcp/pcx043
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CYP716A179 functions as a triterpene C-28 oxidase in tissue-cultured stolons of Glycyrrhiza uralensis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K., Seki, H., Suzuki, H., Kojoma, M., Saito, K. and Muranaka, T.: CYP716A179 functions as a triterpene C-28 oxidase in tissue-cultured stolons of Glycyrrhiza uralensis.
  • 雑誌名: Plant Cell Rep. 巻: 36 号: 3 ページ: 437-445
  • DOI: 10.1007/s00299-016-2092-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Draft genome assembly and annotation of Glycyrrhiza uralensis, a medicinal legume (2017)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Mochida, Tetsuya Sakurai, Hikaru Seki, Takuhiro Yoshida, Kotaro Takahagi, Satoru Sawai, Hiroshi Uchiyama, Toshiya Muranaka, Kazuki Saito
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 89 号: 2 ページ: 181-194
  • DOI: 10.1111/tpj.13385
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物の非糖質系天然甘味成分の生合成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 關 光、田村啓太、村中俊哉
  • 雑誌名: FFIジャーナル 巻: 221 ページ: 225-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] P450s and UGTs: Key Players in the Structural Diversity of Triterpenoid Saponins (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Seki, Keita Tamura and Toshiya Muranaka
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 56 号: 8 ページ: 1463-1471
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv062
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 植物トリテルペノイド生合成とその制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 關 光
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都市）
  • 年月日: 2017-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular cloning and characterization of triterpene oxidases in Platycodon grandifloras. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K., Teranishi, Y., Suzuki, H., Kawano, N., Yoshimatsu, K., Saito, S., Kawahara, N., Muranaka, T. and Seki, H.
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Exploration of the transcription factors regulating triterpenoid biosynthesis in licorice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Tamura, K., Seki, H., Hiraoka, Y., Mochida, K., Suzuki, H., Kojoma, M., Mitsuda, N., Saito, K. and Muranaka, T.
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Identification of β-amyrin 28-oxidase in Glycyrrhiza uralensis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K., Seki, H., Suzuki, H., Kojoma, M. and Muranaka, T.
  • 学会等名: 第68回生物工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • 年月日: 2016-09-28
• [学会発表] テルペノイドの代謝多様性と遺伝子ディスカバリー (2016)
  • 著者名/発表者名: 關 光、福島エリオデット、村中俊哉
  • 学会等名: 第68回生物工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山市）
  • 年月日: 2016-09-28
  • 招待講演
• [学会発表] キキョウサポニンの生合成に関わるシトクロムP450の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺西優雅、田村啓太、鈴木秀幸、河野徳昭、吉松嘉代、川原信夫、村中俊哉、關 光
  • 学会等名: 第34回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 信州大学繊維学部（上田市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] 薬用植物カンゾウのトリテルペノイド生合成制御に関わる転写因子の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田村啓太、關 光、吉田光輝、平岡靖子、持田恵一、鈴木秀幸、高上馬希重、光田展隆、高木 優、斉藤和季、村中俊哉
  • 学会等名: 第34回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 信州大学繊維学部（上田市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] Identification of β-amyrin 28-oxidase in Glycyrrhiza uralensis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K., Seki, H., Suzuki, H., Kojoma, M. and Muranaka, T.
  • 学会等名: 55th Annual Meeting of the Phytochemical Society of North America
  • 発表場所: Davis, California, USA
  • 年月日: 2016-08-06
  • 国際学会
• [学会発表] 植物トリテルペノイドサポニンの生合成酵素遺伝子とその制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田村啓太
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会（大学院生シンポジウム）
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] ウラルカンゾウ由来βアミリン28位酸化酵素の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田村啓太、關 光、鈴木秀幸、高上馬希重、村中俊哉
  • 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
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 薬用植物カンゾウのUDP-グルコースデヒドロゲナーゼの機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川﨑愛結美、田村啓太、關 光、村中俊哉
  • 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
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 植物テルペノイドの代謝多様性と遺伝子ディスカバリー (2016)
  • 著者名/発表者名: 關 光
  • 学会等名: 第53回植物化学シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学亥鼻キャンパス（千葉市）
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis of Promoter Activities of Glycyrrhizin Biosynthetic Genes in Transgenic Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Keita Tamura, Hikaru Seki, Yasuko Hiraoka, Kazuki Saito, Toshiya Muranaka
  • 学会等名: Noble Foundation Metabolomics Workshop
  • 発表場所: Ardmore, Oklahoma, USA
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-13
• [学会発表] 薬用植物カンゾウのグリチルリチン生合成遺伝子のプロモーター解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田村啓太、關 光、平岡靖子、斉藤和季、村中俊哉
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会（盛岡）大会・シンポジウム
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-22
• [学会発表] Promoter Analysis of Glycyrrhizin Biosynthetic Genes Using Transgenic Arabidopsis thaliana (2014)
  • 著者名/発表者名: Keita Tamura, Hikaru Seki, Yasuko Hiraoka, Kazuki Saito, Toshiya Muranaka
  • 学会等名: 25th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] 薬用植物カンゾウのグリチルリチン生合成遺伝子のプロモーター解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田村啓太、關 光、平岡靖子、斉藤和季、村中俊哉
  • 学会等名: 根研究学会 第40回根研究集会
  • 発表場所: 北海道、当別
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-18
• [図書] トリテルペノイド生合成におけるP450 の多様な機能―薬用植物・生薬の最前線 (2014)
  • 著者名/発表者名: 關 光、田村啓太、村中俊哉
  • 総ページ数: 269
  • 出版者: シーエムシー出版（東京）