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多様な植物トリテルペノイド生合成マシナリーの再構築

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 23108513
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
研究機関大阪大学

研究代表者

関 光  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30392004)

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
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード植物トリテルペノイド / 生合成 / P450 / 組換え酵母 / トリテルペノイド / シトクロムP450 / 植物
研究実績の概要

植物が生産する多様なトリテルペノイドは、潜在的医薬品資源として重要な化合物群として知られている。本研究では、植物トリテルペノイドの生合成において、トリテルペノイドの共通前駆物質であるオキシドスクアレンから種々のトリテルペン骨格を生成するオキシドスクアレン環化酵素、並びに、トリテルペン骨格の酸化修飾を触媒し構造多様化に寄与するシトクロムP450酸化酵素遺伝子を様々な植物種から単離し、酵母細胞に導入することにより、多様な植物トリテルペノイドを効率良く生産する技術の確立を目指した。平成24年度は、単子葉植物に特異的なCYP51HサブファミリーP450がトリテルペン酸化活性を有することを始めて生化学的に証明した。
また、β-アミリン合成酵素等、各種トリテルペン合成酵素遺伝子と、これまでに得られたトリテルペン酸化活性を有する各種P450(CYP51H, 72A, 88D, 93E および716Aサブファミリー)を様々な組み合せ(2~3分子種)で酵母において同時発現させることにより、酵母内在のオキシドスクアレン(トリテルペノイドの共通前駆物質)から、これまでに植物体からの単離報告のないものも含めて多数の酸化トリテルペノイドを生成することに成功した。これにより、組換え酵母を用いた植物トリテルペノイドのコンビナトリアル生合成の実行可能性を示した。

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

    (19件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] β-Amyrin Oxidation by Oat CYP51H10 Expressed Heterologously in Yeast Cells: The First Example of CYP51-Dependent Metabolism Other than the 14-Demethylation of Sterol Precursors2012

    • 著者名/発表者名
      Kunii, M., Kitahama, Y., Fukushima, E.O., Seki, H., Muranaka, T., Yoshida, Y. and Aoyama, Y.
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 35 号: 5 ページ: 801-804

    • DOI

      10.1248/bpb.35.801

    • NAID

      130001872244

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 組換え酵母を用いた植物由来有用トリテルペノイドの生産2012

    • 著者名/発表者名
      關 光、村中俊哉、
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 70 ページ: 192-195

    • NAID

      10030591931

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Triterpene functional genomics in licorice for identification of CYP72A154 involved in the biosynthesis of glycyrrhizin2011

    • 著者名/発表者名
      Seki, H., et al
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 23 号: 11 ページ: 4112-4123

    • DOI

      10.1105/tpc.110.082685

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CYP716A subfamily members are multifunctional oxidases in triterpenoid biosynthesis2011

    • 著者名/発表者名
      Fukushima, E.O., Seki, H., Ohyama, K., Ono, E., Umemoto, N., Mizutani, M., Saito, K., Muranaka, T.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiology

      巻: 52 号: 12 ページ: 2050-2061

    • DOI

      10.1093/pcp/pcr146

    • NAID

      10030306130

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 組換え酵母を用いた植物テルペノイドの生産2011

    • 著者名/発表者名
      關光、村中俊哉
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 89 ページ: 656-659

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] グリチルリチンなどトリテルペノイドの遺伝子組換え酵母での生産2011

    • 著者名/発表者名
      澤井学、關光、大山清、村中俊哉、斉藤和季
    • 雑誌名

      BIO INDUSTRY

      巻: 28 ページ: 81-83

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] P450s involved in legume triterpenoid biosynthesis.2012

    • 著者名/発表者名
      Fukushima, E.O., Seki, H. and Muranaka, T.
    • 学会等名
      50th Anniversary symposium on cytochrome P450 in Fukuoka
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2012-12-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of P450s catalytic properties to chemical diversity of saponins in Glycyrrhiza species.2012

    • 著者名/発表者名
      Sawai, S., Ishimori, M., Ohyama, K., Seki, H., Sudo, H., Akashi, T., Aoki, T., Muranaka, T. and Saito, K.
    • 学会等名
      50th Anniversary symposium on cytochrome P450 in Fukuoka
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2012-12-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] New function of CYP51H10 belonging to sterol 14-demethylase (CYP51) family.2012

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, T., Kunii, M., Kitahama, Y., Fukushima, E.O., Seki, H., Muranaka, T. Yoshida, Y. and Aoyama, Y.
    • 学会等名
      50th Anniversary symposium on cytochrome P450 in Fukuoka
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2012-12-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] オレアノール酸等、植物トリテルペノイドの微生物生産に向けた研究2012

    • 著者名/発表者名
      關 光、福島エリオデット、大山 清、梅基直行、斉藤和季、村中俊哉
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2012-10-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] カンゾウ属植物が生成するサポニンの化学的多様性起源の分子生物学的研究2012

    • 著者名/発表者名
      澤井 学、石森雅人、大山 清、關 光、須藤 浩、明石智義、青木俊夫、村中俊哉、斉藤和季
    • 学会等名
      第59回日本生薬学会年会
    • 発表場所
      かずさアーク
    • 年月日
      2012-09-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] De novo transcriptome analysis of the traditional medicine plant Glycyrrhiza uralensis.2012

    • 著者名/発表者名
      Ramilowski, A.J., Sawai, S., Seki, H., Muranaka, T., Saito, K. and Daub, O.C.
    • 学会等名
      COLD SPRING HARBOR ASIA CONFERENCE on RNA Biology
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2012-08-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] トリテルペノイド生合成に関わるシトクロムP450の単離と機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      清水裕子、關 光、鈴木宗典、福島エリオデット、村中俊哉
    • 学会等名
      第30回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2012-08-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] カンゾウ属植物のサポニン生合成に関わるP450遺伝子の多様性2012

    • 著者名/発表者名
      澤井 学、石森雅人、大山 清、關 光、須藤 浩、明石智義、青木俊夫、村中俊哉、斉藤和季
    • 学会等名
      第30回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2012-08-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] トリテルペノイドの構造多様化をもたらす分子基盤の解明2012

    • 著者名/発表者名
      關光、村中俊哉
    • 学会等名
      53回日本植物生理学会大会
    • 発表場所
      京都産業大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] トリテルペノイド生合成に関わるシトクロムP450の単離と機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      清水裕子、關光、鈴木宗典、福島エリオデット、村中俊哉
    • 学会等名
      53回日本植物生理学会大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] CYP716Aサブファミリーメンバーはトリテルペンサポニン生合成においてマルチファンクショナルP450として機能する2012

    • 著者名/発表者名
      福島エリオデット、關光、大山清、小埜栄一郎、梅基直行、水谷正治、斉藤和季、村中俊哉
    • 学会等名
      53回日本植物生理学会大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ブドウゲノム上でオペロン様遺伝子クラスターを作るCYP716AはトリテルペンC28位酸化酵素である2012

    • 著者名/発表者名
      小埜栄一郎、福島エリオデット、梅基直行、關光、村中俊哉、水谷正治
    • 学会等名
      53回日本植物生理学会大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] トリテルペノイド生合成関連マルチファンクショナルP450の同定2011

    • 著者名/発表者名
      福島エリオデット、關光、大山清、梅基直行、澤井学、斉藤和季、村中俊哉
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2011-09-07
    • 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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