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環境応答にともない誘導される二次代謝産物の生産・蓄積と液胞の機能分化

Research Project

Project/Area Number 17051005
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

山崎 真巳  千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教授 (70222370)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Keywords二次代謝 / 液胞 / 環境応答 / フラボノイド / アントシアニン / アルカロイド / 遺伝子プロファイリング / 代謝物プロファイリング
Research Abstract

環境応答にともない誘導される植物二次代謝産物の生合成と液胞などへの輸送・蓄積をはじめとする細胞内トラフィッキングのメカニズムを明らかにすることを目的として以下の研究を行った。
ルピナス属植物に含有されるキノリチジンアルカロイドは、昆虫や動物による食害からの防御物質としてはたらくことが示されているが、その生合成については光照射下において葉緑体でのリジンの脱炭酸により生じたカダベリンがペルオキシソームで酸化をうけ、環化した後にアシル化などの修飾を受けて液胞に蓄積されると推測されるものの、その反応メカニズムの詳細は全く不明であった。本研究では、Lupinus angusutifoliusにおけるアルカロイド・アントシアニン含有変種である‘Bitter品種'と非含有変種である‘Sweet品種'を用いてPCR-subtraction法によりBitter品種特異的遺伝子をプロファイリングした。その結果、アルカロイド生産に関与することが期待されるオルニチン脱炭酸酵素ホモログ、アミン酸化酵素ホモログ、アシル転移酵素ホモログをコードするcDNA断片を得た。これらを元に全長コード領域(LaDC, LaAO, LaAT)を単離した。いずれの遺伝子もアルカロイド生産の場であるBitter品種の緑色部位で発現量が大きいことが示された。また、大腸菌で発現させた組み換えLaDCは、リジン/オルニチン脱炭酸酵素活性を有し、基質特異性はリジン、オルニチンの間で差がないものの、リジンの方が速い反応速度を示し、本酵素がキノリチジンアルカロイド生産に関与することが示唆された。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (4 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Covergent evolution in the BAHD family of acyltransferases; identification and characterization of anthocyanin acyltransferases from Arabidopsis thaliana2007

    • Author(s)
      Jie Luo et al.
    • Journal Title

      Plant J □ (OnlineEarly Articles)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Molecular characterization of a novel quinolizidine alkaloid O-tigloyltransferase : cDNA cloning, catalytic activity of recombinant protein and expression analysis in Lupinus plants.2005

    • Author(s)
      Okada et al.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol. 46

      Pages: 233-244

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Functional genomics by integrated analysis of metabolome and Transcriptome of Arabidopsis plants over-expressing an MYB transcription factor.2005

    • Author(s)
      Tohge et al.
    • Journal Title

      Plant J. 42

      Pages: 218-235

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Enhanced radical scavenging activity of genetically modified Arabidopsis seeds.2005

    • Author(s)
      Tohge et al.
    • Journal Title

      Biotech.Lett. 27

      Pages: 297-303

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Book] Medicinal Plant Biotechnology. From Basic Research to Industrial Applications2006

    • Author(s)
      Asano et al.
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      WILEY-VCH
    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Book] 5-O-glucosyltransferase in Perilla frutescens var. crispa by differential display. in "Method in Molecular Biology, vol.317 : Differential display methods and protocols"(P.Liang, J.Meade, A.Pardee eds.)2005

    • Author(s)
      Yamazaki, M., Saito, K.
    • Total Pages
      319
    • Publisher
      Humana Press Inc.,Totowa, NJ
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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