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新規トリテルペン配糖体生合成マシナリーの構築

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 25108715
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) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード植物トリテルペノイド / 配糖体 / 生合成 / P450 / UGT / 組換え酵母 / 合成生物学
研究実績の概要

本研究では、1)植物トリテルペン配糖体の生合成/構造多様化の過程において重要な役割を果たしている糖転移酵素(UGT)を単離し、機能を解析するとともに、各種トリテルペノイドアグリコンをインビボ生産する組換え酵母においてUGTを共発現することにより、「組換え酵母における多様なトリテルペン配糖体のインビボ生産」の実行可能性を検証することを目的とした。
平成25年度内に、酵母内在の2,3-オキシドスクアレンから4-エピ-ヘデラゲニンを生産するように改変した組換え酵母に、さらにタルウマゴヤシUGT73F3遺伝子を導入することで、酵母内在の糖供与体(UDP-グルコース)を利用して4-エピ-ヘデラゲニンの28位配糖体をインビボ生産する酵母の作出に成功した。
平成26年度は、同システムを利用して様々なトリテルペン配糖体を生産することを目指して、新規のトリテルペン配糖体生合成関連UGTの単離を進めた。その結果、マメ科カンゾウからグリチルレチン酸の3位および30位それぞれにグルコースを転移することが強く示唆される新規UGTを同定した。同時に、酵母が生産する糖供与体のバリエーションを増やすことを目的として、UDP-グルコースをUDP-グルクロン酸に変換するUDP-グルコースデヒドロゲナーゼの候補遺伝子をカンゾウから6種単離し機能解析を行ったところ、4種について酵母内在のUDP-グルコースを基質としてUDP-グルクロン酸を生成する活性を認めた。
今後、研究代表者らがこれまでに既に作出している各種トリテルペノイド生産酵母に平成26年度内に単離した新規UGTおよびUDP-グルコースデヒドロゲナーゼ遺伝子を導入することで、組換え酵母での各種トリテルペン配糖体の生成が可能であると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Heterologous expression of triterpene biosynthetic genes in yeast and subsequent metabolite identification through GC-MS2014

    • 著者名/発表者名
      Fukushima, E.O., Seki, H. and Muranaka, T.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1153 ページ: 235-243

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-0606-2_17

    • ISBN
      9781493906055, 9781493906062
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycyrrhiza uralensis transcriptome landscape and study of phytochemicals.2013

    • 著者名/発表者名
      J. Ramilowski, S. Sawai, H. Seki, K. Mochida, T. Yoshida, T. Sakurai, T. Muranaka, K. Saito, and C. Daub
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 54 号: 5 ページ: 697-710

    • DOI

      10.1093/pcp/pct057

    • NAID

      10031177049

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of legume natural and rare triterpenoids through combinatorial biosynthesis in yeast.2013

    • 著者名/発表者名
      E.O. Fukushima, H. Seki, S. Sawai, M. Suzuki, K. Ohyama, K. Saito, and T. Muranaka
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 54 号: 5 ページ: 740-749

    • DOI

      10.1093/pcp/pct015

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物テルペノイド代謝の多様性とコンビナトリアル生合成2013

    • 著者名/発表者名
      福島エリオデット、關 光、村中俊哉
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 91 ページ: 337-341

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Production of plant-derived triterpenoid saponins in engineered yeast2015

    • 著者名/発表者名
      Seki, H., Tsuji, E., Fukushima, E.O., Tsuchinaga, H., Suzuki, M. and Muranaka, T.
    • 学会等名
      Metabolomics workshop 2015
    • 発表場所
      Ardmore, USA
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] P450s in legume triterpene biosynthesis2015

    • 著者名/発表者名
      Seki, H., Fukushima, E.O., Sawai, S., Ohyama, K., Saito, K. and Muranaka, T.
    • 学会等名
      Metabolomics workshop 2015
    • 発表場所
      Ardmore, USA
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Production of plant-derived triterpenoid saponins in engineered yeast2014

    • 著者名/発表者名
      Seki, H., Tsuji, E., Fukushima, E.O., Tsuchinaga, H., Suzuki, M. and Muranaka, T.
    • 学会等名
      12th International Symposium on Cytochrome P450
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] P450s for the combinatorial biosynthesis of plant natural and rare triterpenoids2014

    • 著者名/発表者名
      Fukushima, E.O., Seki, H. and Muranaka, T.
    • 学会等名
      12th International Symposium on Cytochrome P450
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] P450s in terpenoid biosynthesis: diversity and their application to metabolic engineering2014

    • 著者名/発表者名
      Muranaka, T., Fukushima, E.O. and Seki, H.
    • 学会等名
      12th International Symposium on Cytochrome P450
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酵母における植物トリテルペン配糖体生合成マシナリーの構築2014

    • 著者名/発表者名
      辻恵里花、關 光、福島エリオデット、土永浩輝、鈴木宗典、村中俊哉
    • 学会等名
      日本生薬学会第61回年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酵母における植物トリテルペン配糖体生合成マシナリーの構築2014

    • 著者名/発表者名
      辻恵里花、關 光、福島エリオデット、土永浩輝、鈴木宗典、村中俊哉
    • 学会等名
      第66回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酵母におけるトリテルペン配糖体生合成マシナリーの構築2014

    • 著者名/発表者名
      辻恵里花、關 光、福島エリオデット、土永浩輝、鈴木宗典、村中俊哉
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Combinatorial biosynthesis of plant triterpenoids in engineered yeast.2014

    • 著者名/発表者名
      Fukushima, E.O., Seki, H., Sawai, S., Suzuki, M., Ohyama, K., Saito, K. and Muranaka, T
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 薬用植物カンゾウのグリチルリチン生合成に関わる糖転移酵素遺伝子の単離と機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      關 光、大山 清、水谷正治、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
      広島国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Production of natural and rare triterpenoids by combinatorial biosynthesis in engineered yeast.2013

    • 著者名/発表者名
      福島エリオデット、關 光、澤井 学、鈴木宗典、大山 清、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
      広島国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 薬用植物カンゾウのグリチルリチン生合成に関わる糖転移酵素遺伝子の単離と機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      關 光、大山 清、水谷正治、斉藤和季、村中俊哉
    • 学会等名
      31回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 組換え酵母におけるトリテルペン配糖体生合成マシナリーの構築2013

    • 著者名/発表者名
      辻恵里花、關 光、福島エリオデット、土永浩輝、鈴木宗典、村中俊哉
    • 学会等名
      31回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 薬用植物カンゾウのグリチルリチン生合成に関わる糖転移酵素遺伝子の単離と機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      關 光、大山 清、水谷正治、斉藤和季、村中俊哉
    • 学会等名
      日本生薬学会第60回年会
    • 発表場所
      北海道医療大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Plant cytochrome P450s in triterpenoid biosynthesis: Diversity and application to combinatorial biosynthesis. In: Fifty years of cytochrome P450 research2014

    • 著者名/発表者名
      Fukushima, E.O., Seki, H. and Muranaka, T.
    • 総ページ数
      409
    • 出版者
      Springer Japan (Tokyo)
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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)
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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