2005 Fiscal Year Annual Research Report
植物におけるプリンおよびピリジンアルカロイドの分布、生合成、機能についての研究
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16570031
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| Research Institution | Ochanomizu University |
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Principal Investigator |
芦原 坦 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (00017211)
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| Keywords | プリンアルカロイド / カフェイン / ピリジンアルカロイド / トリゴネリン / ヌクレオチド代謝 / 二次代謝 / 生合成 / 代謝 |
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| Research Abstract |
コーヒー植物では、プリンヌクレオチドとピリジンヌクレオチドから派生するカフェインとトリゴネリンを生成する。またマメ科植物ではトリゴネリンが生合成される。今回は、Coffea arabicaとCoffea canephoraの果実を用い、成長と成熟の課程をステージA〜Gに区分し、各時期でカフェインとトリゴネリンの生合成を調べた。コーヒー果実を用いたトレーサー実験からin situでの生合成能を確かめ、次にそれを制御する機構を関連する遺伝子発現と酵素活性の変動から解明することを試みた。[^<14>C]アデニンからのカフェインの生合成は、ステージB〜Eで検出されたが、カフェイン合成の鍵となる7-メチルキサントシンシンターゼ(CmXRS1)とカフェインシンターゼ(CCS1)の遺伝子の発現はステージA〜Gで見られ、果皮よりも種子で強かった。カフェイン生合成は転写レベルでの制御が主要なものであるが、極めて若い果実(ステージA)では、カフェイン合成の遺伝子発現はあるものの二次代謝へのプリンの供給が少ないためにカフェイン生合成が見られなかったと思われる。一方、トリゴネリンの合成は成長時期に関連なく、果皮で特に強い合成が見られた。マメ科のヤエナリやミヤコグサを用いて、NADサイクルとトリゴネリン合成の関連が調べられた。トリゴネリンは、NADの分解産物として生じたニコチン酸だけでなく、De novo経路で生じたニコチン酸モノヌクレオチドから直接合成される経路もあることが示された。また、ミヤコグサの根や根粒にはトリゴネリンを分解する経路もあることが示唆された。
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