2019 Fiscal Year Research-status Report
植物二次代謝生合成におけるユニークなラクトン化酵素の分子多様性の解明
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18K05463
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
野村 泰治 富山県立大学, 工学部, 准教授 (40570924)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 康夫 富山県立大学, 工学部, 教授 (20254237)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | チューリッポシド / チューリッパリン / チューリッポシド変換酵素 / 二次代謝 / 生合成 / 酵素 / 分子進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、チューリップの主要二次代謝産物として知られるチューリッポシド（Pos）／チューリッパリン（Pa）類が、単子葉植物のユリ科（チューリップ属を含む3属）と近縁のユリズイセン科（アルストロメリア属を含む2属）だけでなく、それらとは遺伝的に遠縁の双子葉植物であるバラ科（シモツケ属のみ）にも存在するという事実に着目し、特にPos類からPa類への変換反応を触媒する「Pos変換酵素」を対象としてユリ科、ユリズイセン科、バラ科の間でその一次配列および酵素機能の比較解析を行い、科を横断して存在する同一二次代謝産物の生合成酵素の進化過程ならびに分子多様性を明らかにすることを目的としている。
まず、昨年度に引き続き、チューリップ属内におけるPos変換酵素の分子多様性を明らかにするため、これまでに同酵素が同定されているチューリップ栽培品種とは同属異種植物である原種チューリップにおけるPos変換酵素の同定に取り組んだ。昨年度行ったPosB変換酵素の精製に続き、今年度はPosA変換酵素の精製と機能解析を行った。その結果、原種のPosA変換酵素は栽培品種の酵素と比較して特に酵素活性に違いがみられたものの、酵素ファミリーとしては栽培品種の酵素と同じであることが示唆された。
並行して、バラ科植物であるユキヤナギにおけるPos変換酵素の同定に取り組んだ。昨年度までに確立した酵素の抽出および反応条件に加えて、今年度は酵素精製条件の検討を行った。当初、抽出後数日以内に目的酵素が失活するという問題に直面したが、種々の条件検討の結果、その安定化に成功した。
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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
チューリップ栽培品種とは同属異種植物である原種チューリップからのPosA変換酵素とPosB変換酵素の精製と性状解析を終えており、現在、酵素遺伝子の同定と機能解析に着手している。ユキヤナギを対象としたPos変換酵素の探索、同定についても、目的酵素を安定に維持しながら精製する条件を見いだすことができた。現在、酵素の本精製に着手している。以上のことから、研究2年目までの進捗としては順調であると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
原種チューリップから、PosAおよびPosB変換酵素の酵素遺伝子の同定と機能解析を進める。特に、酵素学的性質のうち栽培品種の酵素とは大きく異なる性質に焦点を当て、その原因解明を行う。ユキヤナギのPos変換酵素については、酵素精製と酵素遺伝子の同定を進める。2年目までに着手できなかったアルストロメリアにおけるPos変換酵素の同定に向け、酵素精製に向けた諸条件の検討を開始する。
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| Causes of Carryover |
タンパク質配列の委託解析について、2件の発注を予定していたが、1件の発注に留まった。残る1件は代表者が有する他の研究費から充当したためである。次年度は、タンパク質配列の委託解析およびRNA-seqの委託解析を少なくとも1件ずつ発注する計画である。また、それ以外については、酵素精製用カラムをはじめとした生化学関連試薬、遺伝子解析に使用する分子生物学関連試薬、ならびにHPLC分析関連の物品の購入に充てる計画である。
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Research Products
(9 results)
