2017 Fiscal Year Annual Research Report
アクチノリザル共生シグナル物質である環状ジアリールヘプタノイドの生合成と作用機作
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16H04951
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
河合 真吾 静岡大学, 農学部, 教授 (70192549)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米田 夕子 静岡大学, 農学部, 准教授 (90638595)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ポリケチドシンターゼ / ジアリールヘプタノイド骨格 / 側鎖還元酵素 / P450型フェノールカップリング酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、オオバヤシャブシのジアリールヘプタノイド骨格形成に関与する植物Ⅲ型ポリケチドシンターゼ遺伝子を再解析する目的で、Hiseqを用いておよそ100倍の感度で次世代シーケンスを再解析を行った。解析データをもとに植物III型ポリケチドシンターゼ遺伝子を検索した結果、前回クローン化した遺伝子以外、ジアリールヘプタノイド骨格形成に関与すると考えられる遺伝子は存在しない可能性が示唆された。タンパク質のドメイン検索も行ない広範囲な遺伝子検索も行ったが、ポリケチドシンターゼと考えられる新たな遺伝子を見出すことはできなかった。したがって、酵素反応条件の再検討あるいは発現系を酵母に変更することによって、ジアリールヘプタノイド骨格の二段階の生合成が、イネのクルクミンシンターゼで見られたような一つの酵素のみで進行するかどうか確認する必要があると結論した。また、今年度、酵素反応の二段階目の中間体類縁体の調製がようやく完了したので、その反応と生成物についても確認することでより詳細な酵素反応が解析出るとか結論した。
一方、今回のシーケンスデータから、p-ヒドロキシケイ皮酸誘導体の二重結合還元酵素と予想される候補遺伝子が二種類見出された。こちらに関しては、常法に従いタンパク質の発現を行う予定である。また、P450型の酸化酵素に該当する酵素遺伝子も多数検出されたので、アルカロイドで詳細に検討されている炭素-炭素カップリングによるビフェニル骨格形成を触媒するP450型酵素を鋳型に酵素遺伝子の検出を行う必要があると結論した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、昨年度より繰越した次世代シーケンスデータを解析した。その結果予想とは異なり、新たなジアリールヘプタノイドシンターゼ候補遺伝子を検出することができなかった。このことは、イネの遺伝子同様一酵素で二段階反応を触媒していることを示しており、今後の検討課題があぶり出された。また、p-桂皮酸の不飽和二重結合還元酵素については候補遺伝子が検出され、次年度の課題として継続する予定である。２つの芳香環のカップリングに関する遺伝子は不明であるが、多くのP450型の遺伝子が検出されておりこちらも、アルカロイドで証明されている遺伝子配列を参考に検出を試みる。
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| Strategy for Future Research Activity |
オオバヤシャブシのジアリールヘプタノイド骨格形成に関与する植物Ⅲ型ポリケチドシンターゼ遺伝子をHiseqを用いて次世代シーケンスを再解析を行った結果、前回クローン化した遺伝子以外、ジアリールヘプタノイド骨格形成に関与すると考えられる遺伝子は存在しない可能性が示唆された。そこで今年度は、酵素反応条件を再検討し、ジアリールヘプタノイド骨格の二段階の生合成がこの酵素のみで進行するかどうか確認する。
また、今年度、酵素反応の二段階目の中間体類縁体の調製がようやく完了したので、その反応と生成物についても確認する必要があると考えた。反応が進行しないあるいは異なる生成物が得られる場合は、発現系を大腸菌から酵母に変更し、検討を進める。
一方、今回のシーケンスデータから、p-ヒドロキシケイ皮酸誘導体の二重結合を還元する酵素遺伝子が見出されたので、この遺伝子の単離と発現を行い、酵素反応を試みる。また、P450型の酸化酵素に該当する酵素遺伝子も多数検出されたので、アルカロイドで詳細に検討されているP450型酵素による炭素-炭素骨格（ビフェニル構造）に類似の酵素遺伝子の検出を行う。
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Research Products
(2 results)
