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; 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。

辅酶Q（COQ）也被称为泛氨基酮，在几乎所有活生物体中，它都是电子传输系统的重要组成部分，并且对能源生产必不可少，同时也充当各种酶的辅酶。但是，尚未完全了解生物合成途径。到目前为止，我们一直在促进对裂变酵母中COQ生物合成的研究，该酵母合成了COQ10，该COQ10具有10个单位类异丙侧链，就像人类一样，主要要点在人类的生物合成中是保守的。人类当量基因在裂变酵母中参与COQ生物合成的11种不同缺陷菌株中表达，其功能特性得到补充，表现出很高的保守性能。另一方面，存在互补能力较弱的基因和不单独起作用的基因，而并非所有人都有共同点。这些系列研究表明，涉及的因素比最初想象的要多。这项研究旨在了解COQ生物合成的多样性，将在那里获得的发现与对人类中的CoQ10合成的理解联系起来，并将其进一步发展为对与CoQ Biosynsis相关的疾病的理解。可以在三个阶段考虑COQ生物合成。第一个是合成Coq的异丙侧链的途径，第二个是合成丙二醇酸（PHB）合成的途径，该苯甲酸（PHB）是奎因酮骨架的前体，第三个是预甲基化的PHB的反应，pHB对pHB进行了hydroxylation hydroxylation hydroxylation，甲基化，甲基化，替代量，替代了替补剂，从而构造了替补剂。合成第一个类异丙侧链的途径是近乎吸收阶段。第二个路径仅部分阐明。第三，尚未阐明重要的脱羧反应。为了了解这些生物合成，我们正在使用遗传和生化实验方法进行研究。从可持续发展目标的角度来看，连接酵母中发现的结果以了解人类疾病的原因也很重要。