Diversity of coenzyme Q biosynthetic pathways

コエンザイムQ（CoQ）はユビキノンとも称され、ほぼすべての生物において、電子伝達系の必須成分としてエネルギー産生に必須な機能を果たすと同時に、各種酵素の補酵素として働いている。しかしながら、その生合成経路が完全には解明されていないのが現状である。これまでにヒトと同じくイソプレノイド側鎖10単位を有するCoQ10を合成する分裂酵母のCoQ生合成の研究を推進してきたところ、その大筋はヒトの生合成においても保存されていた。分裂酵母のCoQ生合成に関わる遺伝子の１１種類の欠損株にヒトの相当性遺伝子を発現させて、その機能性が相補されることで、保存性の高さを証明してきた。一方で、相補能が弱い遺伝子や、単独では機能しない遺伝子などが存在し、全てに共通性があるわけではなかった。これらの一連の研究から、当初考えていたよりも多くの因子が関わることがわかってきた。本研究では、CoQ生合成の多様性を理解し、そこで得られた知見をヒトのCoQ10合成の理解へ繋げ、さらにCoQ生合成に関連する病気の理解へと発展させることを大きな目的としている。CoQ生合成は３つの段階に分けて考えることができる。１つ目は、CoQのイソプレノイド側鎖を合成する経路、２つ目はキノン骨格の前駆体となるパラヒドロキシ安息香酸（PHB）の合成経路、３つ目はプレニル化された PHBが水酸化やメチル化、脱炭酸化などを経てキノン骨格が形成される反応である。１つ目のイソプレノイド側鎖を合成する経路はほぼ解明された段階にある。２つ目の経路は、部分的にしか解明されていない。３つ目は重要な脱炭酸反応がまだ解明されていない。これらの生合成を理解するために遺伝学的、生化学的実験手法を駆使して研究を進めている。酵母において発見した結果をヒトの病気の原因の理解へと繋げていくことは、人類の健康を維持するために SDGsの視点からも重要である。

コエンザイムQ（CoQ）はユビキノンとも称され、ほぼすべての生物において、電子伝達系の必須成分としてエネルギー産生に必須な機能を果たすと同時に、各種酵素の補酵素として働いている。しかしながら、その生合成経路が完全には解明されていないのが現状である。これまでにヒトと同じくイソプレノイド側鎖10単位を有するCoQ10を合成する分裂酵母のCoQ生合成の研究を推進してきたところ、その大筋はヒトの生合成においても保存されていた。分裂酵母のCoQ生合成に関わる遺伝子の１１種類の欠損株にヒトの相当性遺伝子を発現させて、その機能性が相補されることで、保存性の高さを証明してきた。一方で、相補能が弱い遺伝子や、単独では機能しない遺伝子などが存在し、全てに共通性があるわけではなかった。これらの一連の研究から、当初考えていたよりも多くの因子が関わることがわかってきた。本研究では、CoQ生合成の多様性を理解し、そこで得られた知見をヒトのCoQ10合成の理解へ繋げ、さらにCoQ生合成に関連する病気の理解へと発展させることを大きな目的としている。CoQ生合成は３つの段階に分けて考えることができる。１つ目は、CoQのイソプレノイド側鎖を合成する経路、２つ目はキノン骨格の前駆体となるパラヒドロキシ安息香酸（PHB）の合成経路、３つ目はプレニル化された PHBが水酸化やメチル化、脱炭酸化などを経てキノン骨格が形成される反応である。１つ目のイソプレノイド側鎖を合成する経路はほぼ解明された段階にある。２つ目の経路は、部分的にしか解明されていない。３つ目は重要な脱炭酸反応がまだ解明されていない。これらの生合成を理解するために遺伝学的、生化学的実験手法を駆使して研究を進めている。酵母において発見した結果をヒトの病気の原因の理解へと繋げていくことは、人類の健康を維持するために SDGsの視点からも重要である。