植物フェノール類に対するプレニル化酵素の位置特異性を担う触媒機構の解明

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K22563
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0601:農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 棟方 涼介 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (40790275)
• 研究期間 (年度): 2020-09-11 – 2022-03-31
• キーワード: プレニル化フェノール類 / プレニル化酵素 / 位置特異性 / 触媒機構 / 3Dモデリング

研究成果の概要

植物が生産するプレニル化フェノール類は約1000種類に及び、人の健康維持・向上に貢献する生理活性を示すなど非常に有益な化合物群である。これらの機能発現にはプレニル側鎖が重要であり、この側鎖はプレニル化酵素（PT）によってフェノール母核に転移される。この時、個々の植物PTはフェノール基質の決まった位置にプレニル側鎖を転移させるという高い位置特異性を示し、この特異性が効率的物質生産の鍵となる。本研究では、植物PTの位置特異性を担う触媒機構の解明を目指した。2年の研究期間で、変異酵素の生化学的解析や3Dモデリングなどを行い、PTの位置特異性を担うアミノ酸残基の発見と制御機構解明に迫ることができた。

自由記述の分野

植物二次（特化）代謝

研究成果の学術的意義や社会的意義

プレニル化フェノール類は植物において病害虫に対する化学防御に寄与する他、抗ガン活性や抗肥満活性といった人の健康維持・向上に貢献する薬理活性を示すなど、植物科学のみならず薬学・食品科学など幅広い分野で着目される化合物群である。本研究は、プレニル化フェノール類の生合成の鍵となるプレニル化酵素の触媒機構解明を目指すものである。そのため、ここで得られた成果は植物の生存戦略の理解の深化に繋がり、また有益な生理活性を有するプレニル化フェノール類の大量生産といった応用研究の基礎となると考えられる。