人工的なトリテルペン配糖体生合成メタボロンの構築

人工三萜糖苷生物合成代谢物的构建

• 批准号: 21K19082
• 负责人: 関 光
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19082/
• 关键词: マメ科植物; トリテルペノイド; 生合成; 酵素; 代謝経路; メタボロン; 合成生物学; トリテルペンサポニン; チャネリング; 酵母

トリテルペン配糖体（以下、サポニンと記述する）は植物が生産する有用物質であり，有名なものに甘味料等として使用される甘草のグリチルリチンやマメ科植物が共通して産生するソヤサポニンがある．本研究では，植物が産生する有用物質であるトリテルペン配糖体（以下、サポニンと記述する）の生合成に関わる酵素タンパク質が小胞体膜上で「代謝酵素複合体(メタボロン)」を形成し生合成中間体を拡散させずに酵素間で受け渡すことによって生合成を円滑化する「チャネリング」機構が存在するかを検証するとともに，人工的にメタボロン形成を促進することによって微生物細胞におけるサポニン生産の生成量増加が可能かを検証する．2022年度は，膜タンパク質の相互作用解析に適した酵母ツーハイブリット法であるスプリットユビキチン法を用いて，サポニン生合成関連酵素について広くタンパク質間相互作用の有無を調べた．具体的には，甘草およびミヤコグサ由来のオキシドスクアレン環化酵素，シトクロムP450モノオキシゲナーゼ（P450），糖転移酵素（セルロース合成酵素様タンパク質およびファミリー1 UGT）間の直接的な相互作用を調べた．その結果，オキシドスクアレン環化酵素の一種であるβ-アミリン合成酵素と糖転移酵素（セルロース合成酵素様タンパク質，CSyGT）の間に直接的な相互作用を認めたが，P450間との相互作用は認められなかった．そのため，P450とβ-アミリン合成酵素/CSyGTとの間を仲介するアダプター分子が存在する可能性も考慮し，シロイヌナズナのリグニン生合成においてP450のスキャッフォールディング効果が報告されているmembrane sterol binding protein（SMBP）についても相互作用を解析すべく甘草からのSMBP遺伝子単離とベクター構築を進めた．

ト リ テ ル ペ ン glycoside (hereinafter, サ ポ ニ ン と account す る) は が production plant す る useful substances で あ り, famous な も の に grape material such as と し て use さ れ る licorice の グ リ チ ル リ チ ン や マ メ plants が common し て produce す る ソ ヤ サ ポ ニ ン が あ る. This study で Plant が す る useful substances で あ る ト リ テ ル ペ ン glycoside (hereinafter, サ ポ ニ ン と account す る) の biosynthesis に masato わ る enzyme タ ン パ ク で が small cell body membrane on "metabolic enzyme complexes (メ タ ボ ロ ン)" を form し biosynthesis intermediate を company, scattered さ せ ず に で between enzyme by crossing け す こ と に よ っ て biosynthesis を has drifted back towards ¥ slippery turn す る "チ ャ ネ リ ン グ "institutions exist が す る か を 検 card す る と と も に, artificial に メ タ ボ ロ ン form を promote す る こ と に よ っ て microbial cells に お け る サ ポ ニ ン production の generation rights may add が か を 検 card す る. 2022 annual は, membrane タ ン パ ク qualitative の interaction parsing に optimum し た yeast ツ ー ハ イ ブ リ ッ ト method で あ る ス プ リ ッ ト ユ ビ キ チ を ン method with い て, サ ポ ニ ン biosynthesis masato even enzyme に つ い て hiroo く タ ン パ ク qualitative interaction between の presence of を adjustable べ た. Specific に は, licorice お よ び ミ ヤ コ グ サ origin の オ キ シ ド ス ク ア レ ン cyclization enzyme, シ ト ク ロ ム P450 モ ノ オ キ シ ゲ ナ ー ゼ (P450), planning to move sugar enzyme (セ ル ロ ー ス synthetic enzyme others タ ン パ ク qualitative お よ び フ ァ ミ リ ー 1 UGT) の direct な interaction between を adjustable べ た. そ の results, オ キ シ ド ス ク ア レ ン cyclization enzyme の a で あ る beta ア ミ リ ン synthetic enzyme と sugar planning shift enzyme (セ ル ロ ー ス synthetic enzyme others タ ン パ ク qualitative, CSyGT) に direct な interaction between の を recognize め た が, between P450 と の interaction は recognize め ら れ な か っ た. そ の た め, P450 と beta ア ミ リ ン synthetic enzyme/CSyGT と の を placement between す る ア ダ プ タ が ー molecules exist す も consider し る possibility, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ の リ グ ニ ン biosynthesis に お い て P450 の ス キ ャ ッ フ ォ ー ル デ ィ ン グ unseen fruit が report さ れ て い る be sterol binding Protein (SMBP) に つ い て も interaction を parsing す べ く licorice か ら の SMBP posthumous son 伝 単 from と ベ ク タ ー build を into め た.

项目成果

Universidad Regional Amazonica IKIAM(エクアドル)

亚马逊地区大学 IKIAM（厄瓜多尔）

Triterpenoids in aerenchymatous phellem contribute to internal root aeration and waterlogging adaptability in soybean

通气木栓中的三萜类化合物有助于大豆内部根部通气和耐涝能力

• DOI: 10.21203/rs.3.rs-2230730/v1
• 发表时间: 2022
• 期刊: Research Square
• 作者: Takahashi H;Abo C;Suzuki H;Romsuk J;Oi T;Yanagawa A;Gorai T;Tomisaki Y;Jitsui M;Shimamura S;Mori H;Kaga A;Ishimoto M;Seki H
• 通讯作者: Seki H

Nicotiana benthamiana as a production platform for bioactive triterpenoid maslinic acid

本塞姆氏烟草作为生物活性三萜山楂酸的生产平台

• 发表时间: 2022
• 作者: Romsuk J;Yasumoto S;Fukushima EO;Miura K;Muranaka T;Seki H
• 通讯作者: Seki H

カンゾウ培養ストロンにおけるグリチルリチン生合成遺伝子の発現におよぼすDNAメチル化酵素阻害剤の効果

DNA甲基转移酶抑制剂对培养甘草匍匐茎甘草酸生物合成基因表达的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤原健太郎;高上馬希重;村中俊哉;關 光
• 通讯作者: 關 光

トリテルペノイドサポニン生合成酵素群のタンパク質間相互作用の解析

三萜皂苷生物合成酶的蛋白质-蛋白质相互作用分析

• 发表时间: 2022
• 作者: チョンスヨン;和氣駿之;中山 亨;村中俊哉;關 光
• 通讯作者: 關 光