Diversity of coenzyme Q biosynthetic pathways

辅酶Q生物合成途径的多样性

• 批准号: 21H02117
• 负责人: 川向 誠
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Shimane University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02117/
• 关键词: コエンザイムQ; ユビキノン; 酵母; ミトコンドリア; 生合成; 分裂酵母; S. pombe; 抗酸化物質; fission yeast; 電子伝達系; 硫化水素; ロドキノン; PHB

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 said さ れ, ほ ぼ す べ て の biological に お い て, electronic 伝 is の components necessary to と し て エ ネ ル ギ に ー must な function を fruit た す と に at the same time, various enzymes の repair enzyme と し て 働 い て い る. <s:1> ながら, そ そ biosynthetic economic circuit が completely に に explain されて な なが が が current situation である. こ れ ま で に ヒ ト と with じ く イ ソ プ レ ノ イ ド 単 a を side chain 10 す る CoQ10 を synthetic す る split yeast の CoQ biosynthesis を の research advance し て き た と こ ろ, そ の big muscle は ヒ ト の biosynthesis に お い て も save さ れ て い た. Split yeast の CoQ biosynthesis に masato わ る heritage 伝 son の の owe damage of 11 species に ヒ ト の quite sexual heritage 伝 son を 発 now さ せ て, そ の functional が phase fill さ れ る こ と で high, save の さ を prove し て き た. Weak side で, phase can fill が い heritage 伝 や, 単 alone で は function し な い heritage 伝 son な ど が し, full て に convergence が あ る わ け で は な か っ た. こ れ ら の for の research か ら, original test え て い た よ り も more く の factor が masato わ る こ と が わ か っ て き た. This study で は, CoQ biosynthesis の many others understand を し, そ こ で have ら れ た knowledge を ヒ ト の CoQ10 synthetic の understand へ 繋 げ, さ ら に CoQ biosynthesis に masato even す る disease 気 の understand へ と 発 exhibition さ せ る こ と を big き な purpose と し て い る. The biosynthesis of CoQ けて 3 <s:1> order に points are けて to test える える とがで る る る る. 1 つ は, CoQ の イ ソ プ レ ノ イ ド side chain を synthetic す る 経 road, 2 つ は キ ノ ン 駆 body before bone の と な る パ ラ ヒ ド ロ キ シ benzoic acid (PHB) の synthetic 経 road, 3 つ mesh は プ レ ニ ル change さ れ た PHB が water acidification や メ チ ル decarburization, acidification な ど を 経 て キ ノ ン bone が form さ れ る anti 応 で あ る. 1. Youdaoplaceholder6 eye <s:1> ソプレノ ド ド side lock を synthesis する path ほぼ explanation された order にある. 2. The of the <s:1> economic route されて and part of the に に されて されて されて な されて. 3 な important な decarbonization acid reaction 応がまだ explanation されて な な. こ れ ら の biosynthesis を understand す る た め に heritage 伝 learn, biochemistry be 験 gimmick を 駆 make し を て research into め て い る. Yeast に お い て 発 see し た results を ヒ ト の disease 気 の reason の understand へ と 繋 げ て い く こ と は, human health を の maintain す る た め に SDGs の viewpoints か ら も important で あ る.

项目成果

The Heptaprenyl Diphosphate Synthase (Coq1) Is the Target of a Lipophilic Bisphosphonate That Protects Mice against Toxoplasma gondii Infection.

• DOI: 10.1128/mbio.01966-22
• 发表时间: 2022-10-26
• 期刊: MBIO
• 影响因子: 6.4
• 作者: Sleda, Melissa A.;Li, Zhu-Hong;Behera, Ranjan;Baierna, Baihetiya;Li, Catherine;Jumpathong, Jomkwan;Malwal, Satish R.;Kawamukai, Makoto;Oldfield, Eric;Moreno, Silvia N. J.
• 通讯作者: Moreno, Silvia N. J.

分裂酵母S. japonicusのCoQ生合成のキノン骨格修飾に関与する遺伝子の相補性の解析

裂殖酵母 S. japonicus 中 CoQ 生物合成醌主链修饰相关基因的互补分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 石神 夏萌;楢原 拓之;戒能 智宏;川向 誠
• 通讯作者: 川向 誠

分裂酵母S. pombe および出芽酵母S. cerevisiae の NADH キナーゼ Pos5 と CoQ 生合成との関連性の解析

裂殖酵母和酿酒酵母NADH激酶Pos5与CoQ生物合成的关系分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 西原 昇瑚;西田郁久;柳井 良太;松尾安浩;戒能 智宏;川向 誠
• 通讯作者: 川向 誠

Tfs1, transcription elongation factor TFIIS, has an impact on chromosome segregation affected by pka1 deletion in Schizosaccharomyces pombe

Tfs1（转录延伸因子 TFIIS）对粟酒裂殖酵母中 pka1 缺失影响的染色体分离有影响

• DOI: 10.1007/s00294-023-01268-0
• 发表时间: 2023
• 期刊: Current Genetics
• 影响因子: 2.5
• 作者: Takenaka Kouhei;Nishioka Shiho;Nishida Yuki;Kawamukai Makoto;Matsuo Yasuhiro
• 通讯作者: Matsuo Yasuhiro

Expression of Mug14 is regulated by the transcription factor Rst2 through the cAMP-dependent protein kinase pathway in Schizosaccharomyces pombe

粟酒裂殖酵母中 Mug14 的表达受转录因子 Rst2 通过 cAMP 依赖性蛋白激酶途径的调节

• DOI: 10.1007/s00294-021-01194-z
• 发表时间: 2021
• 期刊: Current Genetics
• 影响因子: 2.5
• 作者: Inamura Shin-ich;Tanabe Takuma;Kawamukai Makoto;Matsuo Yasuhiro
• 通讯作者: Matsuo Yasuhiro