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基礎から学ぶ植物代謝生化学

水谷正治，士反伸和，杉山暁史／編

2018年12月20日発行
B5判
326ページ
付録：章末問題の正解
ISBN 978-4-7581-2090-6

4,620円（本体4,200円＋税）
在庫：あり

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動かない植物が生存戦略の1つとしてつくり出す代謝産物について，その成り立ちを「分類と生合成経路」という縦糸と「生合成機構」という横糸で体系的に解説！蓄積や輸送，生物間相互作用までを網羅した教科書

■目次詳細を表示する

序【水谷正治，士反伸和，杉山暁史】

序章　植物代謝産物の世界【水谷正治，士反伸和，杉山暁史】

1．植物代謝産物は世界を支える

2．動かない植物では植物代謝産物が働く

3．植物代謝産物は生活に彩りを与える

4．本書の構成—植物代謝生化学における代謝経路と酵素と生理機能

第Ⅰ部　植物代謝産物の分類と生合成経路

1章　分類【清水文一】

1．一次代謝

❶解糖系
❷クエン酸回路とその他の反応
❸ペントースリン酸経路
❹アミノ酸の代謝
❺無機窒素の有機化合物化反応
❻脂肪酸の代謝
❼光合成

2．二次代謝

❶一次代謝から二次代謝への接続
❷分類概説

章末問題

2章　芳香族化合物【鈴木史朗，肥塚崇男，明石智義】

1．芳香族化合物の基本的な生合成経路

❶ケイ皮酸／モノリグノール経路
❷ケイ皮酸／モノリグノール経路と酢酸－マロン酸経路との複合経路

2．ケイ皮酸／モノリグノール経路由来の芳香族化合物

❶ケイ皮アルデヒド
❷クマリン
❸フェニルプロペン
❹リグニン
❺リグナン
❻ネオリグナン
❼ノルリグナン
❽ベンゼノイド香気成分

3．ケイ皮酸／モノリグノール経路とシキミ酸経路との複合経路由来化合物

●フェノール酸

4．ケイ皮酸／モノリグノール経路と酢酸－マロン酸経路との複合経路由来化合物

❶スチルベノイド
❷フラボノイド
❸ジアリールヘプタノイド
❹タンニン

5．酢酸－マロン酸経路由来の化合物

章末問題

3章　イソプレノイド【岡田憲典，高橋征司】

1．イソプレノイドの定義

2．基本骨格の生合成

❶生合成経路の概要
❷IPPおよびDMAPPの生合成
❸プレニル二リン酸の生合成
❹直鎖状プレニル中間体の変換，修飾，転移

3．テルペノイド

❶モノテルペノイド
❷セスキテルペノイド
❸ジテルペノイド
❹トリテルペノイド
❺ステロイド
❻テトラテルペノイド
❼ポリイソプレノイド
❽メロテルペノイド

章末問題

4章　アルカロイド【山崎真巳】

1．塩基性アミノ酸に由来するアルカロイド生合成経路

❶オルニチン由来のアルカロイド生合成経路
❷リジン由来のアルカロイド生合成経路

2．芳香族アミノ酸に由来するアルカロイド生合成経路

❶チロシン由来のアルカロイド生合成経路
❷トリプトファン由来のアルカロイド生合成経路
❸ヒスチジン由来のアルカロイド生合成経路

3．その他のプソイドアルカロイド

章末問題

5章　糖，脂質，アミノ酸，含硫化合物【岡澤敦司，吉本尚子】

1．糖

❶UDP-糖
❷オリゴ糖

2．脂質

●オキシリピン

3．アミノ酸

❶青酸配糖体
❷グルコシノレート

4．含硫化合物

❶カマレキシン
❷アリイン類
❸アスパラガス酸，ジヒドロアスパラガス酸，アスパラプチン
❹チオフェン類

章末問題

6章　植物ホルモン【梅原三貴久】

1．オーキシン

2．ジベレリン

3．サイトカイニン

4．アブシシン酸

5．エチレン

6．ブラシノステロイド

7．ジャスモン酸とサリチル酸

8．ストリゴラクトン

章末問題

第Ⅱ部　植物代謝産物の生合成機構

7章　生合成概論【水谷正治，大西利幸】

1．酵素反応の特徴

❶反応の加速
❷生理的条件に最適化
❸高い基質特異性（立体選択性を含む）
❹高い反応特異性（立体特異性を含む）
❺共役反応

2．酵素はタンパク質

3．酵素の立体構造

❶立体構造に寄与するアミノ酸の相互作用
❷二次構造
❸三次構造と四次構造

4．補因子

5．酵素の分類

❶酵素の局在部位による分類
❷反応の種類（EC番号）による分類

6．酵素反応を有機化学的に理解するために①

❶巻き矢印の基本ルール
❷酵素反応における酸塩基触媒
❸求核触媒（共有結合触媒）
❹近接効果

7．酵素反応を有機化学的に理解するために②

❶求電子付加反応
❷求核置換反応
❸求核カルボニル付加反応
❹求核アシル置換反応
❺脱離反応

章末問題

8章　酸化還元酵素（EC1）【水谷正治，大西利幸】

A．NADP＋依存性デヒドロゲナーゼ

A-1．補酵素NADPHおよび反応の概説

A-2．反応機構

A-3．酵素，遺伝子の特徴と代表的な反応

❶SDR
❷MDR
❸AKR

B．FAD結合型オキシダーゼ

B-1．補酵素FADおよび反応の概説

B-2．反応機構

B-3．植物のBBEの遺伝子数と反応例

C．アミンオキシダーゼ

C-1．アミンオキシダーゼの概要

C-2．PAOの反応機構と酵素の特徴

C-3．CuAOの反応機構と酵素の特徴

D．ポリフェノールオキシダーゼ

D-1．反応の概説

D-2．反応機構

D-3．PPO酵素の特徴

E．ペルオキシダーゼ

E-1．反応の概説

E-2．反応機構

E-3．酵素の分類および遺伝子の特徴

F．フラビン含有モノオキシゲナーゼ

F-1．補酵素と反応の概説

F-2．反応機構

F-3．酵素および遺伝子の特徴

G．シトクロムP450

G-1．反応の概説

G-2．反応機構

G-3．CYPの特徴と分類／命名

H．2-オキソグルタル酸依存性ジオキシゲナーゼ

H-1．反応の概説

H-2．反応機構

H-3．植物のDOXの遺伝子数と分類／命名

I．リポキシゲナーゼ

I-1．反応の概説

I-2．反応機構

I-3．酵素の特徴

章末問題

9章　転移酵素（EC2）【榊原圭子，佐々木伸大，矢﨑一史，水谷正治】

A．糖転移酵素

A-1．GTファミリー

❶補酵素UDP-糖および反応の概説
❷反応機構
❸GTの分類

A-2．GH1型糖転移酵素

❶反応機構
❷酵素，遺伝子の特徴

B．メチル基転移酵素

B-1．補酵素SAMおよび反応の概説

B-2．反応機構

B-3．酵素の特徴と分類

C．アシル基転移酵素

C-1．BAHD型AT

❶補酵素CoAと反応の概説
❷反応機構
❸保存配列と遺伝子数
❹代表的な反応例

C-2．SCPL型AT

❶SCPL型ATの反応機構
❷保存配列と遺伝子数
❸代表的な反応例

D．アミノ基転移酵素

D-1．補酵素PLPと反応の概略

D-2．反応機構

D-3．酵素，遺伝子の特徴

D-4．代表的な反応

❶プレフェン酸アミノトランスフェラーゼ
❷バニリンアミノトランスフェラーゼ
❸トリプトファンアミノトランスフェラーゼ

E．プレニル基転移酵素

E-1．反応の概説

E-2．反応機構

❶プレニル二リン酸シンターゼの反応機構
❷スクアレンシンターゼとフィトエンシンターゼの反応機構
❸イソプレノイド以外へのプレニル基転移酵素の反応機構

E-3．酵素の特徴

❶プレニル二リン酸シンターゼ
❷スクアレンシンターゼとフィトエンシンターゼ
❸p-ヒドロキシ安息香酸プレニル化酵素
❹ホモゲンチジン酸プレニル化酵素

F．ポリケチド合成酵素

F-1．反応の概説

F-2．反応機構

F-3．酵素の特徴および遺伝子数

F-4．代表的な反応

❶スチルベンシンターゼ
❷クルクミンシンターゼ

章末問題

10章　加水分解酵素（EC3）【水谷正治，大西利幸】

A．糖加水分解酵素

A-1．反応機構

❶反応の概説
❷反応機構

A-2．酵素，遺伝子の特徴

❶モデル植物の糖加水分解酵素
❷配糖体加水分解酵素（GH1）

A-3．代表的な反応

B．アミド加水分解酵素

B-1．反応機構

❶反応の概説
❷反応機構

B-2．酵素，遺伝子の特徴

C．エステル加水分解酵素

C-1．反応機構

●反応の概説

C-2．酵素，遺伝子の特徴

章末問題

11章　脱離酵素（EC4）・異性化酵素（EC5）・合成酵素（EC6）【大西利幸，水谷正治】

A．脱離酵素（EC4）

A-1．脱アミノ酵素

A-2．脱水酵素

A-3．脱炭酸酵素

❶反応機構
❷酵素，遺伝子の特徴

A-4．リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ（RuBisCO）

❶反応機構
❷酵素，遺伝子の特徴

A-5．テルペンシンターゼ

❶反応機構
❷酵素，遺伝子の特徴

B．異性化酵素（EC5）

B-1．イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ

B-2．オキシドスクアレンシクラーゼ（トリテルペン環化酵素）

B-3．コリスミン酸ムターゼ

C．合成酵素（EC6）

●補酵素ATPと反応の概説

C-1．アシル活性化酵素

❶アシルCoAシンセターゼ
❷アシルアミノ酸シンセターゼ
❸反応機構
❹酵素，遺伝子の特徴

章末問題

12章　転写因子【庄司　翼】

1．転写因子

2．フラボノイド生合成系の転写因子

❶MYB転写因子
❷bHLH転写因子
❸WDRタンパク質
❹転写抑制因子
❺転写因子の種間互換性

3．JA応答性転写因子による防御代謝系の制御

❶ORCA型転写因子
❷BIS型転写因子

4．転写因子の遺伝子発現とタンパク質活性の制御

❶転写制御
❷低分子RNAによる発現制御
❸リン酸化による活性制御
❹ユビキチン/26Sプロテアソーム依存性分解

5．転写因子の機能変化

章末問題

13章　輸送体【士反伸和，髙梨功次郎】

A．ABC輸送体

A-1．反応機構

●反応の概説と一般反応スキーム

A-2．輸送体，遺伝子の特徴

❶保存配列・構造
❷遺伝子数，分類，命名

A-3．代表的な反応例

❶植物ホルモンの輸送
❷二次代謝産物の輸送
❸その他の輸送

B．MATE輸送体

B-1．反応機構

❶反応の概説と一般反応スキーム
❷反応機構

B-2．輸送体，遺伝子の特徴

❶保存配列・構造
❷遺伝子数，分類，命名

B-3．代表的な反応例

❶二次代謝産物の液胞への輸送
❷クエン酸の排出
❸その他の輸送

C．NPF輸送体

C-1．反応機構

❶反応の概説と一般反応スキーム
❷反応機構

C-2．輸送体，遺伝子の特徴

❶保存配列・構造
❷遺伝子数，分類，命名

C-3．代表的な反応例

❶グルコシノレートおよび青酸配糖体の輸送
❷MIA中間体の転流
❸植物ホルモンの輸送

D．その他の輸送体

章末問題

第Ⅲ部　植物代謝産物の機能と応用

14章　蓄積【矢﨑一史】

1．輸送と蓄積

❶輸送体タンパク質に依存しない輸送
❷膜輸送体（トランスポーター）による輸送
❸小胞輸送を介した輸送

2．蓄積に特化した器官

❶茎葉
❷根・根茎
❸花
❹蕾
❺樹皮・根皮
❻果皮
❼莢
❽種子

3．組織レベルでの蓄積

❶表皮細胞
❷腺鱗
❸乳管と乳液

4．細胞小器官レベルでの蓄積

❶液胞
❷プラスチド
❸ミトコンドリア
❹アポプラスト（細胞外）

5．蓄積部位と酵素の局在から考えられること

章末問題

15章　生物間相互作用【有村源一郎，杉山暁史】

1．花と送粉者の相互作用

2．植物と病害虫の相互作用

3．植物—害虫—天敵間の三者間相互作用

4．土壌での共生，寄生

5．線虫の孵化促進

6．植物間コミュニケーションとアレロパシー

7．生態系ネットワークの中での植物二次代謝産物

章末問題

16章　進化【小埜栄一郎，宮本皓司，峠　隆之】

1．二次代謝の遺伝子の特徴

2．代謝の分岐進化とその調節

3．平行進化

❶オーロンシンターゼ
❷カフェインシンターゼ
❸フラボンシンターゼ

4．代謝の可塑性

5．生合成遺伝子クラスター

❶生合成遺伝子クラスターとは
❷原核生物と真核生物に存在する生合成遺伝子クラスター

6．植物の生合成遺伝子クラスターの例

❶ジャガイモとトマトのグリコアルカロイド生合成遺伝子クラスター
❷イネ属のジテルペノイド生合成遺伝子クラスター

7．メタボロミクス解析からみた代謝の多様性と進化

❶代謝ゲノムワイド関連解析（mGWAS）
❷代謝物量的形質座位解析（mQTL解析）

8．環境適応と二次代謝

9．栽培化と二次代謝

章末問題

17章　食品成分・薬用成分・毒【飯島陽子，田口悟朗】

1．食品の風味特性と植物二次代謝産物

❶色素成分
❷香気成分
❸味成分

2．食品による健康維持と二次代謝産物

❶植物ステロール類
❷クロロゲン酸類
❸フラボノイド類，重合ポリフェノール
❹カロテノイド類
❺カプサイシン
❻セサミン，セサミノール
❼アリシンおよびアリイン由来含硫揮発性成分
❽スルフォラファン

3．生薬と二次代謝産物

❶神経系への作用
❷消炎・鎮咳・去痰作用
❸循環器への作用（強心・利尿など）
❹消化器系への作用（健胃・瀉下・止瀉）
❺抗腫瘍活性
❻その他の作用

4．毒性を示す二次代謝産物

❶アルカロイド（アルカロイド，プソイドアルカロイド）
❷その他

章末問題

18章　オーム科学と植物バイオテクノロジー【鈴木秀幸，關　光，刑部祐里子，刑部敬史，村中俊哉】

1．植物代謝生化学とオーム科学

❶塩基配列決定技術
❷遺伝子共発現解析手法

2．遺伝子組換え技術とその応用

❶植物への遺伝子導入法
❷植物組織培養技術
❸遺伝子組換え作物

3．ゲノム編集

❶従来の育種法と変異
❷DNA二重鎖切断（DSB）とDNA修復
❸人工ヌクレアーゼ（ZFN, TALEN, CRISPR/Cas9）
❹CRISPR/Cas9による植物ゲノム編集の研究例
❺モザイク性とオフターゲット
❻ゲノム編集の最前線と将来展望

章末問題

植物の生産する二次代謝化合物について、生合成から輸送、機能、さらには代謝酵素にいたるまで幅広く充実した内容になっていると思います。特に化学的な観点からの記載が多いところを個人的には気に入っています。
私立大学農学部教員
非常に良くできた教科書です。図が良くできています。参考書として使用します。
松田　一彦先生（近畿大学農学部）
待ち望んでいた本です．内容もすばらしいと思います．
国立大学教授
大変詳細かつ平易な内容で，植物生化学のエッセンスを網羅した，素晴らしい本だと思います．大変参考になります．日本語で書かれた類書のなかでも非常に優れていると思います．
企業研究者
大学院生の講義に使用したいと考えている．植物化学の入門書としては最適である
私立大学教授

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【本書名】基礎から学ぶ植物代謝生化学
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