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2011 年度 実績報告書

EST解析情報を利用した微細緑藻による有用炭化水素生合成メカニズムの全貌解明

研究課題

研究課題/領域番号 21380130
研究機関東京大学

研究代表者

岡田 茂  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (00224014)

研究分担者 松永 茂樹  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (60183951)
キーワード微細藻類 / Botryococcus braunii / 生合成 / イソプレノイド / スクアレン / プレスクアレン二リン酸 / Botryococcene / メチルエリスリトールリン酸
研究概要

微細藻Botryococcus brauniiは、botryococceneおよびメチルスクアレンという特異なトリテルペンを大量に生産するため、代替燃料として注目されている。Botryococceneとスクアレンは分子構造の類似性から、共通の前駆体であるファルネシル二リン酸(FPP)が先ず二分子縮合することでプレスクアレン二リン酸(PSPP)が生成し、その後の変換反応の違いにより、それぞれの分子骨格が作られると考えられてきた。一般にスクアレンは、スクアレン合成酵素(Squalene Synthase=SS)という単一の酵素が上述の二段階の反応を行い生成する。それに対し本藻種では通常のSSに加えて、3種のSS様タンパク質(SS-Like protein=SSL)-1~3が存在した。そしてSSL-1がFPPをPSPPに変換し、SSL-2がPSPPをスクアレンへ、SSL-3がPSPPをbotryococceneへ変換するという、他生物に例を見ない機構で2種のトリテルペン類を生産することが分かった。また、botryococceneおよびスクアレンにメチル基を導入し、分岐鎖を増やす酵素であるtriterpene methyltransferase(TMT)が3種存在し、TMT-1および2がスクアレン骨格にメチル基を、また、TMT-3がbotryococcene骨格にメチル基をそれぞれ2つまで導入することが明らかなった。本藻種のテルペンの前駆体は、全てメチルエリスリトールリン酸(MEP)経路により供給される。MEP経路の第一反応を行う1-deoxy-D-xylulose5-リン酸合成酵素は、ゲノム情報が得られている微細藻類では1つしか存在しない。それに対しB. brauniiには3種のアイソザイムが存在しており、この違いが本藻種におけるテルペンの大量生成を支えている可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] The single cellular green microalga Botryococcus braunii, race B possesses three distinct 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthases2012

    • 著者名/発表者名
      D. Matsushima、H. Jenke-Kodama、Y. Sato、Y. Fukunaga、K. Sumimoto、T. Kuzuyama、S. Matsunaga、S. Okada
    • 雑誌名

      Plant Sci.

      巻: 185-186 ページ: 309-320

    • DOI

      doi:10.1016/j.plantsci.2012.01.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional identification of triterpene methyltransferases from Botryococcus braunii race B2012

    • 著者名/発表者名
      Tom.D.Niehaus
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 287 ページ: 8163-8173

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.316059

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of unique mechanisms for triterpene biosynthesis in Botryococcus braunii2011

    • 著者名/発表者名
      Tom D.Niehaus
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA

      巻: 108 ページ: 12260-12265

    • DOI

      10.1073/pnas.1106222108

    • 査読あり
  • [学会発表] Identification of unique mechanisms for triterpene biosynthesis in Botryococcus braunii2011

    • 著者名/発表者名
      Tom D.Niehaus
    • 学会等名
      TERPNET 2011
    • 発表場所
      Linnaeus大学、Kalmar, Sweden
    • 年月日
      2011-05-24
  • [産業財産権] New Botryococcus braunii triterpene synthase, useful for producing high levels of triterpene hydrocarbons2011

    • 発明者名
      Niehaus, Okada, Devarenne, Chappell
    • 権利者名
      Niehaus, Okada, Devarenne, Chappell
    • 産業財産権番号
      特許、S2011294182-A1
    • 出願年月日
      2011-07-19
    • 外国

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公開日: 2013-06-26  

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