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2014 年度 実績報告書

悉皆的二次代謝経路推定に向けたデータベースおよび要素技術の研究開発

計画研究

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 22108009
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

金谷 重彦  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (90224584)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワードバイオインフォマティクス / ケモインフォマティクス / データベース / 二次代謝物 / 生合成情報 / 生物代謝 / ゲノム / メタボローム
研究実績の概要

本プロジェクトでは、生物-酵素-酵素反応の関係からなるデータベース(Motorcycle DB)を設計した。そのプロトタイプを論文誌にて報告した。代謝データベースMotercycleには,酵素反応、基質と生成物、反応の詳細情報が得られる。また、ペプチド配列から酵素反応を検索することも可能である。現在までに,文献情報をもとに植物を中心に,モノテルペン合成酵素,セスキテルペン合成酵素,ジテルペン合成酵素,トリテルペン合成酵素,P450(CYP)酵素,アルカロイド合成,フラボノイド合成に関わる酵素の反応などを整理し,DBへの蓄積が進められ、ウエブサイトhttp://kanaya.naist.jp/motorcycle/top2.htmlより無償公開した。
本DBを活用した要素技術の開発を進め、セスキテルペン合成酵素,ジテルペン合成酵素,トリテルペン合成酵素,P450(CYP)酵素,アルカロイド合成,フラボノイド合成経路に関わる酵素のペプチド配列特異性を、ペプチド配列における2ペプチド頻度により特徴づけることにも成功した。まずはじめに、植物(59165種)と微生物(代表的66種)の71万種のペプチド配列をもとに、ペプチド配列を2ペプチド頻度のベクトルで表現し、自己組織化法によりデータ構造を把握した。このようにして得られたデータ分布図を自己組織化地図から、4種のテルペンサイクラーゼには固有の配列特性が見られ、さらに、モノテルペンとセ好きサイクラーゼは非常に共通性が高いことを示した。さらに、この地図上で、P450(CYP)酵素,アルカロイド合成,フラボノイド合成経路にかかわる酵素の分布により、それぞれの酵素の配列特性を特徴づけることができた。

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。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Targeted Integration of RNA-Seq and Metabolite Data to Elucidate Curcuminoid Biosynthesis in Four Curcuma Species2015

    • 著者名/発表者名
      Li D, Ono N, Sato T, Sugiura T, Altaf-Ul-Amin M, Ohta D, Suzuki H, Arita M, Tanaka K, Ma Z, Kanaya S
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol

      巻: 2015 ページ: 843-51

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv008

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Clustering of 3D-Structure Similarity Based Network of Secondary Metabolites Reveals Their Relationships with Biological Activities2014

    • 著者名/発表者名
      Ohtana Y,Abdullah AA, Amin MA,Huang M,Ono N, Sato T,Sugiura T,Horai H,Nakamura Y,Morita AH, Lange KW,Kibinge NK, Katsuragi T,Shirai T,Kanaya S
    • 雑誌名

      Mol. Inf.

      巻: 33 ページ: 790-801

    • DOI

      10.1002/minf.201400123

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 植物における二次代謝物の効能と立体構造の関係に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      大棚 勇輝, 白井 剛, 金谷 重彦, Md. Altaf-Ul-Amin, 杉浦 忠男, 小野 直亮, 佐藤 哲大1, 中村 由紀子1, 桂樹 哲雄
    • 学会等名
      第37回情報化学討論会
    • 発表場所
      豊橋
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-11

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公開日: 2016-06-01  

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