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ブラシノライド合成酵素の植物の栄養および生殖成長における役割の解明

Research Project

Project/Area Number 17780095
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

野村 崇人  独立行政法人理化学研究所, 促進制御研究チーム, 研究員 (60373346)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywordsブラシノステロイド / ブラシノライド / 植物ホルモン / 栄養生長 / 生殖生長 / シトクロムP450 / トマト / エンドウ / プラシノライド / 果実
Research Abstract

ブラシノステロイドは植物必須のステロイド性生長促進ホルモンである。研究代表者らは、最も活性の強いブラシノステロイドであるブラシノライドの生合成の最終段階を触媒するシトクロムP450酵素の発見に成功した。その研究によって、トマトではブラシノライド合成酵素(CYP85A3)は生殖生長期に、その前駆体であるカスタステロンの合成酵素(CYP85A1)は栄養生長期に働いていると推測された。そこで、ブラシノライドの植物生長における役割について分子生物学的手法を駆使して明らかにすること目的として研究を行った。
1、35S恒常的発現プロモーターによりCYP85A3遺伝子を過剰発現させたトマトの形質転換体を作出した。その結果、CYP85A3過剰発現により茎葉の生長が促進されたことから、ブラシノライド合成酵素は生殖生長期だけでなく栄養生長期においても機能することが明らかとなった。
2、エンドウより単離した二つのカスタステロン合成酵素遺伝子(CYP85A1、CYP85A6)のうち、CYP85A6遺伝子に変異をもつ媛性変異体1keを発見した。その矮性は弱いことからCYP85A1酵素と栄養生長期における役割が重複していると考えられた。
3、トマトのCYP85A1とCYP85A3のアミノ酸配列は高い相同性をもつ。ブラシノライド合成の最終反応であるバイヤー・ビリガー反応に必要な配列を同定するため、CYP85A1/CYP85A3キメラタンパク質を酵母で発現させて酵素活性を調べた結果、その反応に必要なアミノ酸を数ヶ所に絞り込むことに成功した。
本研究により、P450酵素CYP85Aファミリーは植物種において独立的に重複し、そして進化してきたことが示された。植物の多様性を理解する上で、CYP85A酵素の多様性を明らかにすることは重要であると考えられる。

Report

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

    (5 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (5 results)

  • [Journal Article] Characterisation of two brassinosteroid C-6 oxidase genes in pea2007

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

      Plant Physiology (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Roles of brassinosteroids and related mRNAs in pea seed growth and germination2007

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

      Plant Physiology (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cytochrome P450s in plant steroid hormone synthesis and metabolism2006

    • Author(s)
      Nomura T., Bishop G.J.
    • Journal Title

      Phytochemistry Reviews 5

      Pages: 421-432

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Dwarfism and cytochrome P450-mediated C-6 oxidation of plant steroid hormones.2006

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

      Biochemical Society Transactions 34

      Pages: 1199-1201

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] The last reaction producing brassinolide is catalyzed by cytochrome P-450s, CYP85A3 in tomato and CYP85A2 in Arabidopsis2005

    • Author(s)
      Nomura, T. et al.
    • Journal Title

      The Journal of Biological Chemistry 280・18

      Pages: 17873-17879

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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