2007 Fiscal Year Annual Research Report
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18370017
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
小関 良宏 Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (50185592)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
児玉 浩明 千葉大学, 園芸学部, 准教授 (70302536)
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| Keywords | 遺伝子 / 酵素 / 植物 / 生理学 / マイクロアレイ / ベタレイン / オシロイバナ |
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| Research Abstract |
ベタレインは糖によって修飾されており、その修飾はアントシアニンにおける糖修飾とは異なり、アグリコンが合成された後に糖が付加されるのではなく、その中間産物であるcyclo-DOPAの段階で糖が付加されることを見出した。さらにその配糖化酵素に対するcDNAをオシロイバナ、マツバボタン、センニチコウ等から得た。そのアミノ酸配列を決定して、既報の配糖化酵素のアミノ酸配列と比較したところ、ベタシアニンを合成するナデシコ属以外のナデシコ目のみで1つのクレードを形成し、ベタシアニンを合成しないその他の植物種の配糖化酵素とは異なった進化を遂げてきたことが明らかになった。さらにcyclo-DOPA配糖化酵素以外の配糖化酵素についてもcDNAを得て、そのアミノ酸配列の比較と大腸菌発現系における酵素活性を調べた。その結果、フェニルプロパノイドに対する広い基質特異性を示す配糖化酵素cDNAが得られ、とくにセンニチコウからp-クマル酸、カフェ酸、シナピン酸およびフェルラ酸すべてに糖を付加する酵素に対するcDNAが得られ、このような広範な基質特異性を示す酵素に対するcDNAはこれまでに報告がなかった。そこで、このセンニチコウ由来の配糖化酵素とともに大腸菌で発現させたアラビドプシスのスクロース合成酵素を組み合わせることによって、これらフェニルプロパノイドの配糖化化合物を効率よく、大量に酵素的に合成する系を確立した。合成した配糖化化合物を高速液体クロマトグラフィーで精製し、これを基質とすることによって、アントシアニンへのアシル基転移酵素活性の測定を行なうことが可能となった。その結果、アントシアニンのアシル化はアシル基転移酵素の基質特異性で決定しているのではなく、細胞内に蓄積している基質となる配糖化化合物の量によって決定していることが明らかになった。
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