2020 Fiscal Year Annual Research Report
Involvement of cytosolic and vacuolar enzymes in plant secondary metabolism
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18K05466
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
佐々木 伸大 東洋大学, 食環境科学部, 教授 (80422088)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ポリアシル化アントシアニン / グルコシルトランスフェラーゼ / アシルトランスフェラーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
キンジソウではアントシアニンの3段階目の糖修飾反応の基質となるcyanidin 3-malonylglucosideをトレビスから精製した。これを基質として、UDP-glucoseあるいはアシルグルコースを糖供与体として、キンジソウ葉から抽出した粗酵素液を用いて酵素反応を行ったところアシルグルコースを用いた反応液中にのみ基質にグルコースが結合したと考えられる物質が微量に検出された。この結果から、キンジソウにおいて3段階目の糖修飾反応は液胞型の酵素によって触媒される可能性が示唆された。RNA-seq解析から、アントシアニンを蓄積しない根と比較して蓄積している葉での発現が明らかに高い液胞型糖転移酵素に相同のcontigが4種獲得され、そのうちの3種がシグナルペプチドを有していることが予測された。
紫キャベツでは、昨年度までにアシル化の前段階である3分子のグルコースの転移に関わる酵素遺伝子を選抜していた。これらのうち、アントシアニンの3位のグルコースに更にグルコースを転移する酵素活性を持つものが2種存在していた。これら2種について、組換酵素を用いて生化学的解析を行ったところ、一種はアントシアンに対する基質特異性が高く、もう一種はフラボノールに対する基質特異性が高いことが判明した。また、RNA-seq解析の結果から、このフラボノールを好む糖転移酵素はアントシアニンを合成していない緑キャベツでも発現が認められたことから、フラボノールの配糖化に関連していると考えられた。糖修飾後のアシル化は液胞移行型のアシル基転移酵素によって触媒されることが昨年度までに推定されていた。RNA-seq解析によって液胞移行型のアシル基転移酵素を相同配列を検索したところ、緑キャベツと比較して紫キャベツでの発現量が高く、推定アミノ酸配列に液胞移行の可能性があるシグナルペプチドを有しているものを3種類獲得した。
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