カンゾウのトリテルペノイド生合成の分子生物学的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07780500
• Research Institution: Nigata University of Phermacy and Applied Life Sciences
• Principal Investigator: 林 宏明 新潟薬科大学, 薬学部, 助手 (50260998)
• Keywords: Glycyrrhiza glabra / トリテルペノイド / 生合成 / squalene synthase / Cycloartenol synthase / cDNA クローニング

Research Abstract

トリテルペノイド生合成経路の前半におけるSqualene synthase(SQS)とCycloartenol synthase(CAS)の両遺伝子は高等植物からすでにクローニングされている。これら二つの酵素は、トリテルペノイドやステロイドの生合成において重要な役割を担っていると考えられる。そこで、カンゾウからSQSとCASのcDNAのクローニングを試みた。
ソヤサポニンやベツリン酸を生合成するカンゾウ培養細胞からmRNAを抽出し、cDNAライブラリーを作製した。つぎに、Arabidopsis thalianaのSQS cDNAをプローブとして、作成したcDNAライブラリーのスクリーニングを行い、2種類の陽性クローンを得た。両者は共に全長の蛋白質をコードしており、そのアミノ酸配列はArabidopsisのSQSのアミノ酸配列と約78%の相同性をもつことから、共にSQS遺伝子であると推定された。なお両クローン間のアミノ酸配列の相同性は87%であった。両クローンにコードされた蛋白質を、β-グルクロニダーゼとの融合蛋白質として大腸菌に発現させたところ、その粗酵素液から酵素活性が検出されたことから、両遺伝子はSQS遺伝子であることが確定した。カンゾウは多様なトリテルペノイド生合成能を持つが、複数のSQS遺伝子が培養細胞で発現しているのは大変興味深い。さらに、エンドウのCycloartenol synthase(CAS)のcDNAをプローブとしてカンゾウ培養細胞のcDNAライブラリーのスクリーニングを行い、一種類の陽性クローンを単離した。その塩基配列を解析した結果、すでに報告されているArabidopsisとエンドウのCASのアミノ酸配列と高い相同性をもつことからCASをコードしていると考えられた。今後、酵母に発現させて酵素活性の確認を行う予定である。
また、培養細胞と肥大根を用いて配糖化酵素活性の検出を試み、今後の酵素精製にむけた検討を行った。

Research Products

• [Publications] Hiroaki Hayashi, Yumiko Nishiyama, Nobuaki Tomizawa, Noboru Hiraoka, Yasumasa Ikeshiro: "UDP-glucuronic acid: triterpene glucuronosyltransferase activity in cultured licorice cells" Phytochemistry. (in press). (1996)