| 研究課題/領域番号 |
19K05711
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37020:生物分子化学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
草野 都 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60415148)
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| 研究分担者 |
立川 仁典 横浜市立大学, データサイエンス学部, 教授 (00267410)
青木 裕一 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 助教 (40747599)
福島 敦史 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (80415281)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 量子化学計算 / 植物 / シロイヌナズナ / 二次代謝物 |
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| 研究成果の概要 |
植物は光の過剰エネルギーおよび光質の違いを感知し、多種多様な防御物質を含む二次代謝物を生産する。本研究では、様々な光環境下で量的・質的に変化する代謝物「作り分け」を決定する生合成経路上の鍵酵素反応ステップの推定方法開発に取り組んだ。その中で、実測データを得るのに困難なUV-B照射により蓄積する二次代謝物、特にシロイヌナズナが生産するアントシアニンに着目し、量子化学計算によるUV-visスペクトル予測を行った。その結果、各化合物における紫外可視吸収極大波長の実測値を十分予測可能であることが判明した 。よって、本手法は植物二次代謝物の化合物情報が入手できれば簡便に物性予測が可能であると結論付けた。
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| 自由記述の分野 |
メタボロミクス
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、様々な環境下で生育する植物の生存戦略のひとつである多様な二次代謝物の「作り分け」のしくみを、量子化学計算による構造安定性から迫る初の試みである。現状では、代謝研究において化合物の実測値を文献検索や実際に測定して得ることは困難な作業となる。本研究はこの問題を解決するため、ab initio計算によりUV照射時に蓄積する二次代謝物のUV-visスペクトルを実測値と遜色なく予測することができた。本結果は、代謝物の安定性等、その化合物が有する物性値について、実測値に頼らず得ることができる成果である。本法の応用により、多様な生合成経路の解明に繋がるのではと考えている。
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