中山 亨

微生物製剤の開発

微生物活用技術に関する研究助成

研究目的：本研究では３種の実用植物（キンギョソウ・トレニア，ダイズ）のフラボノイド生合成系を研究対象として，同生合成系におけるメタボロン（小胞体膜上に形成される動的・可逆的な代謝酵素複合体）形成の普遍性を実証し，その構成とメタボロン形成による代謝機能の高次化の実体，ならびに植物種（あるいは代謝系）特異性を明らかにするとともに，メタボロンの形成のもととなる酵素間相互作用について理解を深めることを目的とする． 意義：代謝経路を構成する酵素群は，細胞内において動的・可逆的な代謝複合体（メタボロン，metabolon）を形成することにより，代謝中間体の受け渡しの円滑化（メタボライトチャネリング）と代謝の高次機能化を図っていると信じられている．フラボノイド生合成系では，シトクロムP450を基軸として小胞体膜上に生合成酵素複合体が形成される「膜系メタボロン」が提案され，米国においてシロイヌナズナを用いて検証がなされた（Burbulis & Winkel-Shirley 1999）．しかしながら，それ以外の植物種においては，現時点ではフラボノイド生合成系の膜系メタボロンは依然として検証不十分な「想像上の産物」にとどまっている． 近年，新しい生命機能（システム）をデザインして組み立てる合成生物学が提唱され，進展しつつある．メタボロンの形成が生命システムの高次機能の発現の要（かなめ）であり，合成生物学において考慮すべき重要な要素となることは容易に推察されるが，その具体像について理解が十分に進んでいないのは片手落ちである．たとえば植物細胞内にある酵素を異種発現させ新しい代謝経路を構築して物質生産を行わせる場合，同類の酵素であってもある植物種のホモログではうまくいくが他の植物種のものを用いるとうまく行かないという現象にしばしば遭遇する．こうした現象はこれまで単に，実態のよくわからない「相性の問題」として片付けられてしまうことが多かったが，植物種によるメタボロン形成様式の違いが反映されている可能性がある．したがって本申請研究において，複数の実用植物のフラボノイド生合成系における膜系メタボロンの普遍的存在が立証され，その特徴ならびにメタボロン形成の分子機構が総合的に比較検証されることによって，生命システムの高次機能発現様式についてさらに理解が深まり，生理活性物質生産を指向した合成生物学の進展に大きく貢献することが期待される．

セサミノールの量産化技術の開発

セサミノールは，市販されているセサミンと同様にその生理的機能の有用性の数々が証明され，機能性食品などへの利用が期待されているが，産業的に未利用のままである．その理由は，セサミノールが天然では難分解性配糖体（STG）として存在するためである．申請者らは，STGを効率よく分解する酵素生産菌を見いだし，そのSTG分解酵素の新規性・進歩性・有用性を示した．本課題ではその成果にもとづき，ゴマ搾り粕中のSTGから，この微生物・酵素を固定化したバイオリアクターでセサミノールを安価に量産化する技術を確立し，セサミンより優れた生理特性を有すると考えられているセサミノールの商品化を実現させることを目的とする．

酵素の工学的応用

オミクス解析による生理活性フラボノイドの生合成制御解析

セサミノールは，市販されているセサミンと同様にその生理的機能の有用性の数々が証明され，機能性食品などへの利用が期待されているが，産業的に未利用のままである．その理由は，セサミノールが天然では難分解性配糖体（STG）として存在するためである．申請者らは，STGを効率よく分解する酵素生産菌を見いだし，そのSTG分解酵素の新規性・進歩性・有用性を示した．本課題ではその成果にもとづき，ゴマ搾り粕中のSTGから，この微生物・酵素を固定化したバイオリアクターでセサミノールを安価に量産化する技術を確立し，セサミンより優れた生理特性を有すると考えられているセサミノールの商品化を実現させることを目的とする．

ホップの香気成分配糖体化酵素に関する研究

酒類中のアセトアルデヒド低減化に向けた方策の入手

実用植物のフラボノイド生合成経路における代謝酵素間相互作用

ポリフェノール代謝酵素の研究

ホップ代謝酵素の研究

ホップ代謝酵素の研究

口腔内細胞で生成するアセトアルデヒド由来のDNA塩基修飾体に関する研究

Comparative biochemical and crystallographic investigations of two archaeal carboxyesterases: engineering of a thermostable acidophilic esterase activity

植物二次代謝産物の構造および生理活性多様性の拡大の鍵を解き明かす——植物グリコシルトランスフェラーゼの糖供与体特異性発現機構

アルコール症患者の大腸癌高頻度罹患への腸内細菌叢関与の検討

ポリフェノール代謝酵素の研究

新規発がん要因の検索とヒト発がんへの関与に関する研究