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2014 年度 実施状況報告書

モノリグノールアシル化酵素遺伝子の同定と発現制御によるリグノセルロース代謝工学

研究課題

研究課題/領域番号 25450241
研究機関京都大学

研究代表者

鈴木 史朗  京都大学, 生存圏研究所, 助教 (70437268)

研究分担者 梅澤 俊明  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80151926)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードフェニルプロパノイド / リグニン / 木質形成 / 細胞壁 / ノルリグナン
研究実績の概要

モノリグノールのヒドロキシシンナモイル化酵素は、リグニンやノルリグナンの前駆体の一種であるヒドロキシシンナモイル化モノリグノールの生成を触媒する鍵酵素である。イネ科植物のリグニンは、シナピルアルコールの側鎖末端γ位の水酸基がしばしばp-クマロイル化されているが、このp-クマロイル残基は、重合途上のリグニンに取り込まれたp-クマロイル化シナピルアルコールに由来する。近年、p-クマロイル化シナピルアルコール生合成に関わるp-クマロイル-CoA:モノリグノール p-クマロイルトランスフェラーゼ(PMT)がイネ科植物から同定された。しかし、アスパラガスのノルリグナン生合成前駆体であるp-クマロイル化されたp-クマリルアルコールの生成を触媒する酵素については、ほとんど未解明である。そこで今年度は昨年度に引き続き、アスパラガスからの本酵素遺伝子の同定を進めた。
エリシター処理で発現が上昇する5種類の遺伝子のうち、3種類の遺伝子について、大腸菌を用いて種々の条件下で相当する組換え酵素を発現させた。組換え酵素は、可溶性画分に見いだされたが、発現量がきわめて少なく、活性を検出することが出来なかった。そこで、組換え酵素のヒスチジンタグを利用し、大量の菌体からNi-NTAアフィニティカラム精製を行ったが、やはり回収された組換え酵素量は少なかった。そこで、使用する発現ベクターを変更することとし、新たに発現ベクターを構築し、発現用大腸菌に導入した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

組換えタンパク質の生産条件の最適化に時間がかかっているため。

今後の研究の推進方策

新たに作成した大腸菌発現ベクターを用いて、組換えタンパク質を産生し、活性を検出する。また、大量の精製組換え酵素を調製し、酵素のキャラクタリゼーションを行う。

次年度使用額が生じた理由

大腸菌における組換え酵素発現の最適化に時間がかかったため、実験計画が全体的にやや遅延し、予定していた試薬の購入を実施しなかったため。

次年度使用額の使用計画

実験計画を加速させるために、これまでに供試していない大腸菌発現系の購入に充当する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014 その他

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 1件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Microbial production of plant specialized metabolites2014

    • 著者名/発表者名
      Shiro Suzuki, Takao Koeduka, Akifumi Sugiyama, Kazufumi Yazaki, Toshiaki Umezawa
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 31 ページ: 465-482

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.14.1003a

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recent advances in forest tree biotechnology2014

    • 著者名/発表者名
      Shiro Suzuki, Hideyuki Suzuki
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 31 ページ: 1-9

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.13.1203b

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] OsF5H1ノックダウンによるイネリグニン生合成の改変2015

    • 著者名/発表者名
      武田ゆり、小柴太一、飛松裕基、山村正臣、坂本正弘、高野俊幸、鈴木史朗、梅澤俊明
    • 学会等名
      第65回日本木材学会大会(東京)
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] An E3 ubiquitin ligase involved in secondary wall formation2015

    • 著者名/発表者名
      Noda S, Yamaguchi M, Nishikubo N, Sakurai N, Yamamura M, Hattori T, Suzuki H, Shibata D, Demura T, Suzuki S, Umezawa T
    • 学会等名
      International Symposium on Wood Science and Technology 2015
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
  • [備考] 京都大学教育研究活動データベース

    • URL

      http://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/fV9yQ

  • [備考] 京都大学生存圏研究所森林代謝機能化学分野

    • URL

      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/W/LMSFPM/

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公開日: 2016-05-27  

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