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サブユニット組成によるノルリグナン生合成反応の制御機構

公募研究

研究領域生合成マシナリー:生物活性物質構造多様性創出システムの解明と制御
研究課題/領域番号 23108512
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

鈴木 史朗  京都大学, 生存圏研究所, 助教 (70437268)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2011年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードノルリグナン / 結晶構造解析 / 反応機構 / サブユニット / 生合成 / ヒノキレジノール / フェニルプロパノイド
研究実績の概要

ノルリグナンは、2個のベンゼン環と5個の炭素原子の側鎖からなる化合物の総称で、スギやヒノキなどの針葉樹の心材に多く蓄積し、抗菌性などの生理活性を示す。近年、研究代表者らは、非ノルリグナン炭素骨格のp-クマル酸p-クマリルから、ノルリグナン炭素骨格を有するcis-ヒノキレジノールへの変換は、二種類のサブユニット(αとβ)から成るヘテロ二量体酵素のcis-ヒノキレジノール合成酵素により触媒されることを示した。さらに、天然型のαβヘテロ二量体酵素は光学的に純粋な天然型のcis-ヒノキレジノールのみを生成させるのに対し、非天然型のααやββのホモ二量体酵素は、光学純度の低い非天然型のtrans-ヒノキレジノールのみを生成させることを明らかにした。すなわち、サブユニット組成の違いにより、酵素反応のシス-トランス選択性およびエナンチオ選択性が制御される新規な機構を見出した。そこで、本研究では、X線結晶構造解析により、サブユニット組成による酵素反応の制御機構を明らかにする。昨年度、X線結晶構造解析のための組換えタンパク質の大量調製を行ったが、精製酵素は複数の多量体の混合物として存在している可能性が示唆されたたため、本年度は、熱シフトアッセイにより、精製タンパク質の安定化条件を調べたところ、αβ酵素およびββ酵素について、二量体として安定的に存在する条件を見出した。さらに、この条件で保存された精製酵素に対し、種々の条件下で結晶化実験を行ったところ、ββ酵素については結晶が生成した。この結晶をX線回折実験に供し、ββ酵素結晶の格子定数を求めることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [学会発表] サブユニット組成によるノルリグナン生合成反応の制御機構2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木史朗、山村正臣、服部武文、 三上文三、梅澤俊明
    • 学会等名
      第4回生合成マシナリー公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biosynthesis of Hinokiresinols2012

    • 著者名/発表者名
      Shiro Suzuki, Masaomi Yamamura, Takefumi Hattori, Toshiaki Umezawa
    • 学会等名
      The International Conference of Natural Products Biosynthesis (ICNPB)
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2012-07-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒノキレジノールの生合成機構2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木史朗
    • 学会等名
      第34回GRLバイオサイエンスセミナー「植物二次代謝フロンティアシンポジウム」
    • 発表場所
      静岡大学大学会館セミナールーム
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Heterologous Expression of 4-Coumaroyl Transferase from Asparagus officinalis in Pichia pastoris2011

    • 著者名/発表者名
      Mayu Suzuki, Shiro Suzuki, Kiyohiko Igarashi, Toshiaki Umezawa, Masahiro Samejima
    • 学会等名
      The 4th Conference on Biosynthesis of Plant Cell Wall
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2011-10-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 木質の形成第2版2011

    • 著者名/発表者名
      福島和彦、高部圭司、船田良、梅澤俊明、杉山淳司、山本浩之編集
    • 総ページ数
      593
    • 出版者
      海青社
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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