有用物質生産を目指した微細緑藻のテルペノイド前駆体生合成経路の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14760132
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡田 茂 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (00224014)
• Keywords: 微細緑藻 / Botryococcus braunii / トリテルペン / 生合成経路 / メバロン酸経路 / 非メバロン酸経路 / 1-Deoxy-D-xyllulose

Research Abstract

群体性微細緑藻Botryococcus brauniiは大量の液状炭化水素を蓄積するため、再生産可能なエネルギー資源としての利用が考えられている。本藻種にはA、BおよびLの3品種があり、これらの中でエネルギー資源として最も有望なのはbotryococcene類およびスクアレン誘導体等のトリテルペンを生産するB品種である。一般にトリテルペン類は2分子のファルネシル2リン酸の縮合により生成されると考えられている。ファルネシル2リン酸は、イソペンテニル2リン酸から生成されることから、本藻種が非常に多量のトリテルペンを生産できることは、他の生物と比べて非常に効率的に大量のイソペンテニル2リン酸を生産し、トリテルペンの生合成経路へと投入できるシステムを備えていることを意味している。イソペンテニル2リン酸の生合成経路については、従来から知られていたメバロン酸経路に加えて、「非メバロン酸経路」という新規経路が存在することが近年明らかになっている。しかしながらB.brauniiのイソペンテニル2リン酸の生合成に関する知見は皆無である。
そこで本研究では本藻種におけるイソペンテニル2リン酸生合成系のメカニズムを明らかにすることを目的とした。増殖期の藻体由来のcDNAライブラリーから非メバロン酸経路の第一段階で働く1-Deoxy-D-xyllulose synthase(DXS)および第二段階の1-Deoxy-D-xyllulose reductoisomerase(DXR)遺伝子を、それぞれの酵素において保存されているアミノ酸配列を基に作成した縮重プライマーを用い、PCRによりスクリーニングを行ったその結果、それぞれの酵素遺伝子の一部と思われるcDNA断片が得られたので、これらを基に同ライブラリーから全長遺伝子のクローニングを試み、いくつかのクローンを得ることが出来た。現在、これらの機能について解析を行っている。