発芽初期の大豆胚軸におけるカダベリンの合成調節機構と生理作用に関する研究

• Project/Area Number: 06856012
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 応用微生物学・応用生物化学
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 金子 淳 東北大学, 農学部, 助手 (30221188)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1994: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 大豆胚軸 / ポリアミン / リジン脱炭酸酵素

Research Abstract

カダベリンは大豆幼胚軸に特異的に存在するポリアミンである。
発芽時の胚軸におけるカダベリンの合成には蛋白質の新たな合成が必要であるが、カダベリン量の調節には、さらに合成酵素の阻害、アミノ酸の供給の変化、遺伝子の発現の調節、あるいはカダベリンの分解系の活性化等が考えられる。まず、アミノ酸の供給の変化に関して、リジン、オルニチン、アルギニンを任意の濃度で添加し、発芽胚軸中のポリアミンの量的、質的変化を追跡した。その結果、大豆発芽胚軸におけるカダベリンの合成量はこれらによって顕著に抑制される事はなかった。また、カリウム、ナトリウムイオンはカダベリン量の変化に影響しなかった。
また、硝酸イオンの存在下ではカダベリン量の増加は抑制された。一方、大豆幼根における窒素代謝の一環として、オキシターゼの作用によるカダベリンの酸化が幼根ウリカーゼによるアラントイン代謝に関与しているという報告があるが、今回、胚軸中にジアミンオキシターゼ活性の存在を確認した。しかし一方でカダベリン量が幼根ウリカーゼ活性の減少後も増加している事から、幼根における多量のカダベリンの存在は、ウリカーゼの補酵素として働く以外にも窒素代謝等に関与する重要な生理作用を有している可能性を示唆している。
現在、酵素の精製、及びcDNAライブラリの作成を試みているが、現在のところ、精製が完全に行われておらず、cDNAクローンの取得には至っていない。