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2012 年度 実績報告書

イソキノリンアルカロイド生合成マシナリーの構築

公募研究

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 23108511
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 文彦  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (10127087)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワードイソキノリンアルカロイド / 生合成マシナリー / P450 / 組換え酵母 / 組換え大腸菌 / 生物的物質変換
研究実績の概要

植物の二次代謝産物の生合成系を微生物において、再構築することを目的に研究を行った。すでに、ドーパミンから、レチクリンへの変換系を再構築することに成功していたことより、さらに、経路を延長することを試みた。特に、プロトベルベリン/ベンゾフェナンスリジン型アルカロイド生合成系の発現を試み、レチクリンからスコウレリンへの変換、スコウレリンから、ケイランチホリンへの変換、さらに、ケイランチホリンからスタイロピンへの変換を可能とする組換え酵母を作成し、それぞれの生物変換が可能であることを確認した。また、より単純な基質であるグルコースから、レチクリンまでを産生する大腸菌プラットフォームを確立した。この大腸菌と組換え酵母を用いた反応系を用いて、より複雑なアルカロイドの産生の検証を試みているが、生合成の再構築は部分的に終わっており、今後、より高効率な変換系の確立を目指している。なお、ベンゾフェナンスリジンアルカロイド生合成の鍵となるプトレシンからサンギナリンへの変換を反応するプトレシン6-ハイドロキシレースを発現した組換え酵母によるプトレシンの効率的なヒドロサンギナリン、さらには、サンギナリンへの変換を確認した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Microbial Production of Isoquinoline Alkaloids as Plant Secondary Metabolites Based on Metabolic Engineering Research2013

    • 著者名/発表者名
      Sato, F. and Kumagai, H.
    • 雑誌名

      Proc. Japan Acad. B

      巻: 89 ページ: 165-182

    • DOI

      doi: 10.2183/pjab.89.165

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bench-top fermentative production of plant benzylisoquinoline alkaloids using a bacterial platform2012

    • 著者名/発表者名
      A. Nakagawa et al.
    • 雑誌名

      Bioengineered Bugs

      巻: 3 ページ: 49-53

    • DOI

      doi:10.4161/bbug.3.1.18446

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pathway engineering of benzylisoquinoline alkaloid biosynthesis in transgenic California poppy cells with ectopic expression of tetrahydroberberine oxidase from Coptis japonica2012

    • 著者名/発表者名
      Matsushima Y. et al.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 29 ページ: 473-481

    • DOI

      DOI: 10.5511/plantbiotechnology.12.1101a

    • 査読あり
  • [学会発表] sanguinarine生合成経路におけるprotopine 6-hydroxylaseの反応特性2013

    • 著者名/発表者名
      堀健太郎、竹村知也、佐藤文彦
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(仙台)
    • 年月日
      2013-03-27
  • [学会発表] 大腸菌における改良型ベンジルイソキノリンアルカロイド生産系を用いたアポルフィンアルカロイド生産2013

    • 著者名/発表者名
      松村栄太郎、中川明、南博道、片山高嶺、山本憲 二、佐藤文彦、熊谷英彦
    • 学会等名
      2013年度日本農芸化学会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス(仙台)
    • 年月日
      2013-03-25
  • [学会発表] Microbial platform for systematic investigations of benzylisoquinoline alkaloid pathway2012

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Sato
    • 学会等名
      International Conference of Natural Products Biosynthesis: Enzymology, structural biology, drug discovery and genome mining(
    • 発表場所
      Awaji Shima, Japan
    • 年月日
      2012-06-17 – 2012-06-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Metabolic engineering and microbial production of benzylisoquinoline alkaloids2012

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Sato
    • 学会等名
      GNU Plant Science Symposium 2012(
    • 発表場所
      Gyeongsang National University, Korea
    • 年月日
      2012-05-10 – 2012-05-11
    • 招待講演
  • [図書] Metabolic engineering and synthetic biology for the production of isoquinoline alkaloids. Chandra, S., Lata H., Varma A. (eds) Biotechnology for Medicinal Plants: Micropropagation and Improvement.2013

    • 著者名/発表者名
      Chow, Y.L., Sato, F.
    • 総ページ数
      pp.327-343
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Microbial Production of Plant Benzylisoquinoline Alkaloids. K.G. Ramawat, J.M. Merillon (eds.), Handbook of Natural Products2013

    • 著者名/発表者名
      Matsumura E., Matsuda, M., Sato, F., Minami, H.
    • 総ページ数
      DOI 10.1007/978- 3-642-22144- 6_1
    • 出版者
      Springer-Verlag Berlin

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公開日: 2018-02-02  

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