ブラシノステロイドの生合成とシグナル伝達に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11460057
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: 横田 孝雄 帝京大学, 理工学部, 教授 (40011986)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久野 範人 日立製作所, 基礎研究所, 研究員 ; 古谷 雅樹 日立製作所, 基礎研究所, 研究員 ; 梶谷 正行 帝京大学, 理工学部, 講師 (40233720)
• Keywords: ブラシノステロイド / 生合成 / シグナル伝達 / 遺伝子 / エンドウ / トマト

Research Abstract

1 エンドウのブラシノステロイド生合成遺伝子のクローニング-シグナル伝達変異体lkaをもちいて、LKA遺伝子について、そのクローニングに成功し、シロイヌナズナのBRI1遺伝子と相同であることを明らかにした。またlka変異体における変異部位も特定することができ、lka変異体がシグナル伝達変異体であることが証明された。生合成遺伝子LKの解明も行っていたが、オーストラリアのReid教授により単離されたので中止した。
2 ブラシノステロイド生合成の律速機構-エンドウ、シロイヌナズナ、トマトの茎葉についてその内生ブラシノステロイドを定量した。その結果よりこれら植物においては共通の生合成律速機構があり、とくにcampestanol→6-deoxocathasterone(C-22水酸化)、6-deoxocathasterone→6-deoxoteasterone(C-23水酸化),6-deoxocastasterone→castasterone(C-6酸化)の3生合成過程が重要な律速段階であることを提示した。
3 遺伝子発現-エンドウのlkb変異体を用いて、ブラシノライドによって発現を誘起される遺伝子として、BLU1とBLU2を単離し配列を明らかにした。BLU1は、茎で特異的に発現するエンドウS2遺伝子および細胞伸長に関与するとされるヒヨコマメCanST-2遺伝子と相同性が高く、特徴的な26アミノ酸からなる繰り返し配列を持つ新規なタンパク質をコードしていた。BLU2は防御機構に関係するとされるクマリンの合成系に関与しているCYP76B15と高い相同性をもつ新規なチトクロムP450をコードしていた。このことはブラシノステロイドの細胞伸長作用や抗ストレス作用とよく整合する。

Research Products

• [Publications] Narumi,Y.: "Identification of sterols and steroidal-3-ones in the seeds of Echinochloa frumentacea"J.Jpn.Oil Chem.Soc.. 49. 367-371 (2000)
• [Publications] Kim,T.W.: "Brassinolide and [26,28-^2H_6] brassinolide are differently demethylated by loss of C-26 and C-28, respectively"Plant Cell Physiol. 4. 1171-1174 (2000)
• [Publications] Nomura,T.: "Accumulation of 6-deoxocathasterone and 6-deoxocastasterone in tomato shoot is suggestive of・・・"Phytochemistry . (印刷中). (2001)
• [Publications] Shimada,Y.: "Brassinosteroid-6-Oxidases from Arabido PSIS and tomato catalyze multiple c-6 oxidations"Plant Physiol. (印刷中). (2001)
• [Publications] 横田孝雄: "植物ステロイドホルモン・ブラシノステロイドに関する生物有機化学的研究"日本農芸化学会誌. 75・2. 129-137 (2001)