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

基本信息

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

项目摘要

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．

三萜糖苷（以下称为皂苷）是植物产生的有用物质，著名的例子包括用作甜味剂的甘草甜素和通常由豆类产生的大豆皂苷。在这项研究中，我们证明了参与植物产生的有用物质三萜糖苷（以下简称皂苷）生物合成的酶蛋白在内质网膜上形成“代谢酶复合物（代谢物）”而不扩散。合成中间体除了验证通过代谢物之间传递信息促进生物合成的“通道”机制是否存在之外，我们还将验证是否有可能通过人为促进代谢物的形成来增加微生物细胞中皂苷的产生量． 2022 年，我们使用分裂泛素方法（一种适合分析膜蛋白相互作用的酵母双杂交方法）研究了多种皂苷生物合成相关酶中是否存在蛋白质-蛋白质相互作用。具体来说，我们研究了源自甘草和百脉根的氧化角鲨烯环化酶、细胞色素 P450 单加氧酶 (P450) 和糖基转移酶（纤维素合酶样蛋白和家族 1 UGT）之间的直接相互作用。结果，观察到氧化角鲨烯环化酶的一种β-香树脂醇合酶与糖基转移酶（纤维素合酶样蛋白，CSyGT）之间的直接相互作用，但未观察到P450之间的相互作用。因此，我们考虑了存在介导P450和β-香树醇合酶/CSyGT之间的衔接分子的可能性，并且我们考虑了膜甾醇结合蛋白（membrane sterol binding Protein），据报道其具有支架效应P450在拟南芥木质素生物合成中的作用我们还从甘草中分离出了SMBP基因并构建了载体来分析与SMBP的相互作用。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Universidad Regional Amazonica IKIAM(エクアドル)

亚马逊地区大学 IKIAM（厄瓜多尔）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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
影响因子：
0
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