| 研究領域 | 生物合成系の再設計による複雑骨格機能分子の革新的創成科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04657
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
関 光 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30392004)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 植物セスキテルペノイド / 生合成 / セスキテルペン環化酵素 / シトクロムP450 / 組換え酵母 / ニコチアナベンサミアナ / セスキテルペノイド / 酵素 / セスキテルペンラクトン / シトクロムP450モノオキシゲナーゼ / 酵母 / ベンサミアナタバコ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Guaianolide Sesquiterpene Lactones（GSLs）は植物が生産する低分子化合物の中の一グループであり、抗ガン剤として使用されるArglabinやMicheliolideなどを含む。GSLsの基本骨格構造の合成に関わる酵素遺伝子とGSL基本骨格の多様な酸化修飾を触媒するシトクロムP450モノオキシゲナーゼ遺伝子の探索と機能改変を含めたコンビナトリアル生合成手法による再構築を行い、異種ホスト（酵母、麹菌、異種植物）において多様なGSL生合成経路をリデザインする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、植物が生産するセスキテルペノイドラクトンの生合成に関与する酵素群を明らかにし、コンビナトリアル生合成手法によるセスキテルペノイドラクトンの生合成リデザインを行う。なかでも、抗ガン活性を有するGuaianolide Sesquiterpene Lactones（GSL）や、抗マラリア薬原料であるアルテミシニンを生産するクソニンジン（Artemisia annua）以外は詳細な解析がなされていないヨモギ属植物に着目した植物セスキテルペノイドの生合成系の解明と異種ホストにおける再構築を目的とする。2019年度は、組換え酵母における生合成経路の再構築を中心に行ったが、2020年度は、植物におけるタンパク質大量発現系として開発されたジェミニウイルス複製システムを利用したベクター系を利用したベンサミアナタバコ葉における生合成酵素の一過的発現によるセスキテルペノイドラクトン生合成経路の再構築に取り組んだ。アルテミシニン前駆物質であるアモルファジエンの合成酵素（ADS）およびGSLの前駆物質であるグアイエン合成酵素遺伝子を従来型のバイナリーベクターで一過的に発現させた場合には酵素反応生成物が検出されなかったのに対して、ジェミニウイルスベクターを用いて一過的に発現させた場合には酵素反応生成物が検出されたことから、本ベクター系がベンサミアナタバコやレタス等の異種植物ホストにおける一過的な生合成酵素群の高発現によるセスキテルペノイドラクトン生合成経路の再構築とリデザインに有効であることが示された。今後、各酵素遺伝子の発現コンストラクトを保持するアグロバクテリウムの感染液を混合して接種することで生合成のリデザインを進める。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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