トウモロコシ幼葉鞘インドールアセトアルデヒド酸化酵素の精製とcDNAクローニング

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06640846
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 小柴 共一 東京都立大学, 理学部, 助手 (80117704)
• Keywords: インドール-3-酢酸(IAA) / トリプトファン / インドールアセトアルデヒド / アルデヒド酸化酵素 / トウモロコシ / 幼葉鞘 / IAA生合成 / モルブデン

Research Abstract

植物におけるインドール-3-酢酸(IAA)の生合成については、代謝経路すら未確定な段階にある。これまで一般的にTrpを前駆体として合成されると考えられてきているが、最近トリプトファン(Trp)からのIAAの合成に否定的な結果も報告されている。これに対し申請者は、トウモロコシ幼葉鞘先端部切片でのTrpからのIAAの生成系の存在を明らかにするとともに、TrpからIAAを生成するin vitroの酵素系を検出した。本研究計画では、この反応に関与する可能性が高い酵素であるインドールアセトアルデヒド(IAAId)酸化酵素(AO)に焦点をあて、この酵素の精製と性質の検討、抗体の作成、さらにcDNAの単離することを目的として研究を進めてきた。
2年度にわたる研究の結果以下のような成果が得られた。
(1)トウモロコシ幼葉鞘から、本酸素を電気泳動的にほぼ単一になるまで精製し、その標品およそ100μgをマウスに免疫し特異性の高い抗血清を得ることに成功した。この抗AO血清を用いたWestern blottingにより、本酸素が幼葉鞘の先端部に比較的多く分布することが明らかになった。
(2)本酸素の基質特異性を、さまざまなアルデヒドやIAAに関連する物質について検討を加え、IAAIdおよびインドールアルデヒドに対する親和性の高い酵素であることから、植物生体内におけるIAAの生合成にこの酵素が実際に関与している可能性が示唆された。
(3)精製標品をSDS電気泳動後、得られるメジャーなバンドについて、アミノ酸配列の一部を決定した。
この情報に基づきPCR法によりcDNAのクローニングに成功した。現在、およそ4kbのフルレングスのcDNA2種が得られ、全塩基配列がまもなく決定されるとこらまで来ている。この配列は、動物のキサンチンデヒドロゲナーゼ、および、牛のアルデヒド酸化酵素と高い相同性を示すことも明らかとなった。

Research Products

• [Publications] T.Koshiba et al.: "Biosyuthesis of Iudole-3-Acetic Acid from L-Tryptophan in・・・・" Plant Cell Physiology. 36. 1503-1510 (1995)
• [Publications] K.Tazaki et al.: "Expression of cDNA for a bark lectin of Robinia in・・・・" FEBS.LETT.377. 54-58 (1995)
• [Publications] T.Koshiba et al.: "Transcriptional regulation of PS-IAA 4/5 and・・・・" J.Mol.Biol.253. 396-413 (1995)
• [Publications] T.Koshiba et al.: "Purification and properties of flavin-and・・・・(in press)" Plant Physiology. 110. (1996)